并发编程与MyBatis核心解析

📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》（基础篇）、（进阶篇）、（架构篇）清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验，研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper)，消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。

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【一、并发编程知识体系】

1. 线程基础

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它是程序执行的基本执行单元。在Java中，线程的实现依赖于操作系统的线程管理机制，通过Java虚拟机（JVM）提供的线程API来创建和管理线程。Java中的线程分为用户线程和守护线程。

• 用户线程：这是最常见的线程类型，通常用于执行应用程序的主要任务。用户线程的生命周期和执行状态由程序员控制。
• 守护线程：守护线程是服务线程，它不会阻止应用程序的终止。在Java中，可以通过调用Thread类的setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。当所有的非守护线程结束时，Java虚拟机会自动结束守护线程。

2. 线程生命周期

线程的生命周期被分为几个不同的状态，这些状态表示线程从创建到终止的整个过程。

• 新建（New）：当使用new关键字创建一个线程对象时，线程对象处于新建状态，此时线程尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程被创建后，调用start()方法使得线程进入就绪状态。此时线程已经准备好执行，但可能由于系统资源或其他线程的执行而无法立即获得CPU时间片。
• 运行（Running）：线程获取到CPU时间片并开始执行，执行状态可能因为中断、阻塞或其他线程的抢占而改变。
• 阻塞（Blocked）：线程因为等待某些条件（如等待锁）而无法继续执行，进入阻塞状态。
• 死亡（Terminated）：线程执行完毕或被终止，进入死亡状态。此时线程将不再占用任何系统资源。

3. 线程优先级

线程优先级决定了线程在获得CPU资源时的优先级顺序。Java中，线程优先级是一个整数，范围从1（最低优先级）到10（最高优先级）。线程的优先级并不保证其执行顺序，但可以在一定程度上影响调度器。

4. 守护线程

守护线程是服务线程，它不会阻止程序终止。当所有的非守护线程结束时，Java虚拟机会自动结束所有守护线程。守护线程通常用于执行后台任务，如垃圾回收器。

5. 线程池

线程池是用于管理线程的对象池，它可以提高程序执行效率，降低系统开销。线程池的核心参数配置包括：

• 核心线程数：线程池中始终存在的线程数量。
• 最大线程数：线程池允许的最大线程数量。
• 队列类型：线程池中的任务队列类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等，用于存储等待执行的线程任务。
• 拒绝策略：当线程池中的线程数量达到最大值时，如何处理新提交的任务，如丢弃、抛出异常等。

6. 同步机制

同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时产生的线程安全问题。常见的同步机制包括：

• 悲观锁/乐观锁：悲观锁假定并发访问一定会产生冲突，因此在进行操作前需要加锁；乐观锁则假定冲突的概率较小，通常采用无锁的方式，只有在检测到冲突时才进行加锁。
• 读写锁：读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但写入操作需要独占锁。
• 条件变量：条件变量用于线程间的通信，线程可以在等待条件变量满足时释放锁，进入等待状态。
• 并发集合：如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等，提供线程安全的集合操作，避免在多线程环境下对集合进行操作时出现并发问题。

7. 并发工具类

• Phaser：Phaser是一种线程同步工具，它允许一组线程在执行过程中等待其他线程到达某个点。
• Exchanger：Exchanger允许两个线程交换数据。
• FutureTask：FutureTask是一个可以取消的异步计算任务，它返回一个Future对象，用于获取异步计算的结果。
• 非阻塞算法：如CAS（Compare-And-Swap）原理、Atomic类、无锁队列等，用于提高并发程序的执行效率。

8. 并发框架

• Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，主线程负责接受和处理连接，从线程负责处理业务逻辑，从而提高并发性能。
• Akka Actor模型：Akka是一个基于Actor模型的并发框架，它将并发模型与消息传递相结合，用于构建高并发、分布式系统。
• Disruptor环形缓冲区：Disruptor是一个高性能的并发队列，它通过环形缓冲区和序列化机制，实现了极低的延迟和高吞吐量。

【二、MyBatis知识体系】

1. SQL映射

MyBatis通过XML文件或注解的方式，将SQL语句与Java对象进行映射。

• 注解映射：使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解，将SQL语句与Java对象进行映射。
• 结果集映射：使用@Result、@Results等注解，将SQL查询结果与Java对象进行映射。
• 关联查询：使用@One、@Many等注解，实现多表关联查询。
• 动态SQL：使用 、 、 等标签，实现动态SQL。

2. OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于获取对象属性、调用方法、执行逻辑等。OGNL表达式可以嵌入到MyBatis的XML映射文件中，用于动态构建SQL语句。

3. 分支语句

MyBatis支持使用 、 、 、 等标签实现分支语句，可以根据条件动态生成SQL片段。

4. 批量操作

MyBatis支持使用 标签实现批量操作，如批量插入、批量更新等。通过 标签，可以将集合中的每个元素作为SQL语句的参数进行批量操作。

5. 缓存机制

MyBatis提供一级缓存和二级缓存机制，用于提高查询效率。

• 一级缓存：默认开启，缓存SqlSession级别的数据。当查询同一个数据时，可以直接从缓存中获取，避免重复查询数据库。
• 二级缓存：默认关闭，缓存Mapper级别的数据。通过配置二级缓存，可以将查询结果缓存到全局范围内，进一步提高查询效率。

6. 自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口，可以自定义缓存逻辑。自定义缓存可以针对不同的数据源和业务场景进行优化，提高缓存命中率。

7. 代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口的动态代理，生成代理对象。当调用Mapper接口的方法时，代理对象将拦截这些调用，并转换为对应的SQL执行。

8. MapperProxy

MapperProxy是MyBatis中用于生成动态代理对象的类。它通过反射机制动态创建代理对象，并重写接口方法，实现SQL执行和结果处理。

9. 插件拦截

MyBatis支持插件拦截，通过实现Interceptor接口，可以拦截MyBatis的执行过程，如执行SQL前、执行SQL后等。插件拦截可以用于实现日志记录、性能监控等功能。

10. 动态代理执行流程

MyBatis通过动态代理，将Mapper接口的方法调用转换为SQL执行，并处理结果。当调用Mapper接口的方法时，动态代理对象将拦截这些调用，并转换为对应的SQL执行。

11. SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，负责执行SQL语句、管理事务等。SqlSession的生命周期通常较短，通常在业务逻辑处理完毕后关闭。

12. 执行器类型

MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等，用于处理SQL语句。不同的执行器类型具有不同的性能特点，可以根据具体场景选择合适的执行器。

13. 延迟加载

MyBatis支持延迟加载，在查询数据时，将关联数据延迟加载。这样可以减少初始查询的数据量，提高查询效率。

14. 扩展机制

MyBatis提供扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等，用于扩展MyBatis功能。通过实现相应的接口，可以自定义类型处理器、拦截器等，以满足特定需求。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细描述，我们可以看到这两个领域之间存在紧密的联系。并发编程为MyBatis提供了高效处理并发请求的能力，而MyBatis则通过优化SQL执行、缓存机制等，提高了应用程序的性能。在实际开发中，我们需要根据具体场景选择合适的并发编程模型和MyBatis配置，以达到最佳的性能表现。

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