并发编程与MyBatis知识体系-优快云博客

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📕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）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、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。

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Java程序员廖志伟

💡在这个美好的时刻，笔者不再啰嗦废话，现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来，我将为大家呈现正文内容。

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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，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。线程具有独立调度和分派的基本单位、独立运行的基本单位、独立内存的基本单位等特征。线程之间的切换开销较小，能够有效提高程序的执行效率。

线程生命周期

线程的生命周期可以分为以下五个阶段：

新建（New）：线程被创建后处于这个阶段，此时线程对象已经被创建，但尚未开始执行。
就绪（Runnable）：线程获得必要的资源后，处于就绪状态，等待CPU调度执行。
运行（Running）：线程被CPU调度执行，此时线程正在执行任务。
阻塞（Blocked）：线程在执行过程中由于某些原因（如等待资源、发生异常等）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，生命周期结束。

线程优先级

线程优先级用于表示线程执行的优先程度，Java中线程优先级分为1-10级，数字越大，优先级越高。线程的优先级由操作系统的调度策略决定，Java虚拟机在调度线程时主要考虑以下因素：

线程的优先级。
线程的等待时间。
线程的状态。
线程的优先级继承。

守护线程

守护线程是服务其他线程的线程，当所有非守护线程结束时，程序将退出。守护线程通常用于执行一些后台任务，如垃圾回收、监控等。Java中的守护线程可以通过调用setDaemon(true)方法设置。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以提高程序执行效率，减少创建和销毁线程的开销。线程池的核心参数配置包括：

核心线程数：线程池维护的基本线程数量。
最大线程数：线程池允许的最大线程数量。
存活时间：空闲线程的存活时间，超过存活时间的空闲线程将被回收。
工作队列：存储等待执行的任务的队列。

拒绝策略

当线程池中的线程数达到最大值时，如何处理新提交的任务，称为拒绝策略。常见的拒绝策略有：

AbortPolicy：抛出异常。
CallerRunsPolicy：由提交任务的线程执行该任务。
DiscardPolicy：直接丢弃任务。
DiscardOldestPolicy：丢弃最长时间等待的任务。

工作队列类型

工作队列用于存储等待执行的任务，常见的队列类型有：

ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列，有固定大小。
LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，有固定大小或无限大小。
PriorityBlockingQueue：基于优先级的阻塞队列，元素按照优先级排序。

同步机制

同步机制是保证线程安全的关键，常见的同步机制有：

悲观锁/乐观锁：悲观锁认为冲突一定会发生，所以在开始时就会加锁；乐观锁认为冲突很少发生，所以只在提交时才加锁。
读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但只有一个线程可以写入数据。
条件变量：条件变量是一种线程间的通信机制，可以让一个或多个线程等待某个条件成立，当条件成立时，线程会被唤醒。

悲观锁/乐观锁

悲观锁认为冲突一定会发生，所以在开始时就会加锁。常见的悲观锁实现方式有：

synchronized：Java中的synchronized关键字可以实现悲观锁。
ReentrantLock：Java中的ReentrantLock类提供了悲观锁的实现。

乐观锁认为冲突很少发生，所以只在提交时才加锁。常见的乐观锁实现方式有：

CAS：Compare and Swap（比较并交换）算法，是一种无锁算法，用于实现原子操作。

读写锁

读写锁允许多个线程同时读取数据，但只有一个线程可以写入数据。常见的读写锁实现方式有：

ReentrantReadWriteLock：Java中的ReentrantReadWriteLock类提供了读写锁的实现。

条件变量

条件变量是一种线程间的通信机制，可以让一个或多个线程等待某个条件成立，当条件成立时，线程会被唤醒。常见的条件变量实现方式有：

Object.wait()：Java中的Object类提供的wait()方法可以实现条件变量。

并发集合

并发集合是为了提高线程安全而设计的集合类，常见的并发集合有：

ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap实现。
CopyOnWriteArrayList：线程安全的ArrayList实现，通过复制整个底层数组来避免并发修改问题。

BlockingQueue

BlockingQueue是一种线程安全的队列，它可以实现生产者-消费者模式。常见的BlockingQueue实现方式有：

ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列。
LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列。
PriorityBlockingQueue：基于优先级的阻塞队列。

并发工具类

并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等，用于解决并发编程中的问题。

非阻塞算法

非阻塞算法是指在多线程环境中，线程之间不使用锁机制进行同步的算法。常见的非阻塞算法实现方式有：

CAS：Compare and Swap（比较并交换）算法。
原子类：Java中的Atomic类提供了原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。

CAS原理

CAS（Compare and Swap）是一种无锁算法，用于实现原子操作。它包含三个操作数：内存位置V、预期值A和新值B。当V的值等于A时，将V的值修改为B，否则不做任何操作。CAS操作具有以下特点：

原子性：CAS操作是不可分割的，要么完全执行，要么不执行。
有序性：CAS操作具有内存屏障效果，可以保证操作顺序。

Atomic类

Atomic类提供了原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类在实现原子操作时，使用了CAS算法或其他底层技术。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS原理的线程安全队列。它不需要使用锁机制，可以提高并发性能。

并发框架

并发框架是用于解决并发编程问题的框架，常见的并发框架有：

Netty：一个基于NIO的异步事件驱动的网络应用程序框架。
Akka：一个基于Actor模型的并发框架。
Disruptor：一个高性能的并发框架，使用环形缓冲区和无锁算法进行并发访问。

Netty线程模型

Netty采用主从多线程模型，一个Boss线程负责接收客户端的连接请求，多个Worker线程负责处理客户端的业务请求。这种模型可以提高网络应用程序的并发性能和吞吐量。

Akka Actor模型

Akka是一个基于Actor模型的并发框架，它将并发编程抽象为消息传递。Actor是一种轻量级对象，可以并发执行任务，并与其他Actor进行通信。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor是一个高性能的并发框架，它使用环形缓冲区来存储数据，并通过无锁算法进行并发访问。这种设计可以提高并发性能和吞吐量。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是指将Java对象与数据库表之间的映射关系，通过XML或注解的方式配置。SQL映射配置了Java对象与数据库表之间的字段对应关系、关联关系等。

注解映射

注解映射是使用Java注解来配置SQL映射，提高代码的可读性。常见的注解有@Select、@Insert、@Update、@Delete等。

结果集映射

结果集映射是指将查询结果映射到Java对象的过程。MyBatis提供了多种映射方式，如自动映射、选择映射、结果映射等。

关联查询

关联查询是指通过SQL语句查询多个表的数据，并将其映射到Java对象中。MyBatis提供了多种关联查询方式，如嵌套查询、关联映射等。

动态SQL

动态SQL是指在运行时根据条件动态拼接SQL语句。MyBatis提供了动态SQL标签，如<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等，用于实现动态SQL。

OGNL表达式

OGNL表达式是一种用于表达复杂逻辑的脚本语言，MyBatis支持OGNL表达式来动态生成SQL。OGNL表达式可以用于获取对象的属性、调用方法、执行条件判断等。

分支语句

分支语句用于根据条件动态生成不同的SQL语句。MyBatis提供了动态SQL标签，如<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等，用于实现分支语句。

批量操作

批量操作是指一次性执行多条SQL语句，提高执行效率。MyBatis提供了批量操作支持，如<foreach>标签。

缓存机制

缓存机制是用于提高查询效率的一种机制，MyBatis提供了两级缓存：一级缓存和二级缓存。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，用于缓存SqlSession中的查询结果。当SqlSession关闭后，一级缓存将失效。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，用于缓存不同SqlSession的查询结果。二级缓存可以跨SqlSession共享，但需要配置二级缓存实现类。

自定义缓存

自定义缓存允许用户自定义缓存实现，以适应不同的场景。自定义缓存实现需要实现MyBatis提供的Cache接口。

代理模式

代理模式是一种设计模式，用于在不改变原有对象的基础上，对对象进行增强。MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis的代理模式实现，用于代理Mapper接口。它通过动态代理技术实现Mapper接口的代理。

插件拦截

插件拦截是指拦截MyBatis的执行过程，如查询、更新、删除等。MyBatis提供了插件机制，允许用户自定义插件拦截器。

动态代理执行流程

动态代理执行流程是指MyBatis在执行方法时，如何通过动态代理来代理Mapper接口。MyBatis使用JDK动态代理技术实现动态代理。

SqlSession生命周期

SqlSession生命周期包括创建、使用、提交、关闭等阶段。SqlSession是MyBatis的核心对象，用于执行数据库操作。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、BatchExecutor、ReuseExecutor等。不同执行器类型具有不同的特点，适用于不同的场景。

延迟加载

延迟加载是指在需要时才加载对象，提高程序执行效率。MyBatis支持延迟加载关联对象，如懒加载、Eager加载等。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，允许用户自定义插件、拦截器等。用户可以通过扩展机制扩展MyBatis的功能。

类型处理器

类型处理器用于将数据库中的数据类型转换为Java对象的数据类型。MyBatis提供了多种类型处理器，如字符串类型处理器、日期类型处理器等。

拦截器链

拦截器链是MyBatis提供的拦截器机制，用于拦截SQL语句的执行过程。拦截器链中的每个拦截器可以拦截SQL语句的执行，并进行相应的处理。

方言支持

方言支持是指MyBatis支持多种数据库的SQL语法，如MySQL、Oracle等。MyBatis提供了多种方言，如MySQL方言、Oracle方言等。

总结

并发编程和MyBatis是Java开发中常用的技术，掌握这些技术可以提高程序的性能和可维护性。本文详细介绍了并发编程和MyBatis的知识体系，通过串联多个知识点，帮助读者举一反三，更好地理解和应用这些技术。

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