📕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】
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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】
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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