并发编程与MyBatis精髓

原创于 2025-07-31 12:45:01 发布 · 559 阅读

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#Concurrency # Java # Database Management

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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

并发编程的核心在于对线程的管理与调度。线程的生命周期管理是线程编程的基础，其状态转换涉及操作系统内核调度机制。
- 线程生命周期：线程从创建（Thread类实例化）、可创建（start()方法调用后）、可运行（等待CPU调度）、运行、阻塞（因等待某些资源或操作而暂停）、等待（因特定条件满足而等待）、终止（结束运行）等状态转换。状态转换通常由线程的API调用或系统事件触发。
- 线程优先级：线程优先级反映了线程在调度器中的优先级，不同的优先级决定了线程在多线程环境中的调度顺序。Java中的线程优先级是可调整的，但操作系统对优先级的支持程度不同，可能导致实际效果与预期不符。
- 守护线程：守护线程是服务于其他线程的线程，它不会阻止程序终止。在Java中，可以通过调用Thread.setDaemon(true)将线程设置为守护线程。当所有非守护线程结束时，程序将退出。
- 线程池：线程池是管理一组同构线程的容器，用于执行多个任务。线程池通过复用线程来减少创建和销毁线程的开销，提高程序性能。线程池的实现通常涉及以下组件：
  - 工作队列：用于存放等待执行的任务。
  - 拒绝策略：当线程池达到最大线程数且工作队列已满时，拒绝策略决定如何处理新任务。
  - 线程工厂：用于创建线程实例的工厂，可以自定义线程的属性，如名字、优先级等。
  - 拒绝策略：包括AbortPolicy（终止任务）、CallerRunsPolicy（调用者运行）、DiscardPolicy（丢弃任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃最旧任务）等。
  - 工作队列类型：包括LinkedBlockingQueue（链表阻塞队列）、ArrayBlockingQueue（数组阻塞队列）、SynchronousQueue（同步队列）等。
- 同步机制
  - 悲观锁/乐观锁：悲观锁在操作数据前会锁定资源，确保数据一致性；乐观锁则在操作数据后进行检查，适用于冲突概率低的环境。
  - 读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但写入时需要独占锁，适用于读多写少的场景。
  - 条件变量：条件变量允许线程在特定条件下等待，直到其他线程通知其继续执行。
并发集合

并发集合是专为并发环境设计的集合类，提供了线程安全的操作。
- ConcurrentHashMap：基于分段锁（Segment Locking）技术，将数据分为多个段，每个段有自己的锁，从而减少锁竞争，提高并发性能。
- CopyOnWrite容器：当容器中的元素发生修改时，会创建一个新的容器，然后复制原容器中的元素到新容器中，适用于读多写少的场景。
- BlockingQueue：支持生产者-消费者模式的线程安全队列，可以用于线程间的数据交换。
并发工具类

并发工具类提供了各种并发编程的实用工具。
- Phaser：用于协调多个线程的并发执行，类似于CyclicBarrier和CountDownLatch，但Phaser提供了更灵活的等待和通知机制。
- Exchanger：用于交换两个线程中的数据，常用于生产者-消费者模式。
- FutureTask：用于异步执行任务，并获取执行结果。
非阻塞算法

非阻塞算法利用共享内存和原子操作实现并发控制。
- CAS原理：CAS操作包括三个操作数——内存位置（V）、预期原值（A）和新值（B）。当V的值等于A时，将V的值更新为B，否则不做任何操作。
- Atomic类：Java提供的Atomic类提供了原子操作的支持，如AtomicInteger、AtomicLong等，用于实现无锁编程。
- 无锁队列：无锁队列通过CAS操作实现元素插入和删除，避免了锁的使用。
并发框架

并发框架提供了简化并发编程的工具和库。
- Netty：高性能的NIO框架，用于开发网络应用程序，支持异步事件驱动模型。
- Akka：基于Actor模型的并发框架，适用于构建分布式系统，提供容错机制和消息传递。
- Disruptor：环形缓冲区框架，提供高性能的并发处理能力，适用于高并发场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过映射文件或注解将SQL语句与Java对象字段进行映射。
- 注解映射：使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解定义SQL语句。
- 结果集映射：使用@Results、@Result等注解定义结果集与Java对象的映射关系。
- 关联查询：使用@One、@Many等注解定义对象之间的关联关系。
- 动态SQL：使用、、、等标签根据条件动态构建SQL语句。
OGNL表达式

OGNL表达式用于在MyBatis中访问对象属性和集合。
- 分支语句：使用、、、等标签根据条件执行不同的SQL语句。
- 批量操作：使用标签实现批量插入、更新和删除操作。
缓存机制

MyBatis提供了两级缓存机制，用于提高查询性能。
- 一级缓存：基于SqlSession的缓存，用于缓存SQL查询结果，仅在同一个SqlSession中有效。
- 二级缓存：基于namespace的缓存，可以跨SqlSession共享，适用于跨SqlSession的查询。
- 自定义缓存：通过实现Cache接口自定义缓存实现，满足特定需求。
- 代理模式：通过代理模式实现缓存功能，使得缓存操作对用户透明。
MapperProxy插件拦截

MapperProxy是MyBatis的代理类，用于拦截数据库操作。
- 动态代理：使用动态代理技术实现拦截功能，拦截方法执行前后进行自定义操作。
- 执行流程：MapperProxy的执行流程包括查询缓存、执行SQL、处理结果等。
SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心接口，用于操作数据库。
- 创建SqlSession：通过SqlSessionFactory创建SqlSession，SqlSessionFactory由SqlSessionFactoryBuilder构建。
- 提交/回滚事务：通过SqlSession的commit()和rollback()方法提交或回滚数据库事务。
- 关闭SqlSession：关闭SqlSession，释放资源，并清除一级缓存。
执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，用于优化数据库操作。
- 简单执行器：直接执行SQL语句，适用于简单查询。
- 批处理执行器：批量执行SQL语句，提高效率。
- 分页执行器：分页查询数据库，减少数据传输量。
扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，包括：
- 类型处理器：处理Java类型与数据库类型之间的转换。
- 拦截器链：拦截数据库操作，实现自定义功能。
- 方言支持：支持不同数据库的SQL方言。

总结

并发编程和MyBatis是现代软件开发中不可或缺的两个领域。通过深入理解并发编程的知识体系，我们可以构建高性能、可扩展的系统；而MyBatis则简化了数据库操作，提高了开发效率。本文从线程基础、并发集合、并发工具类、非阻塞算法等方面介绍了并发编程知识体系，并从SQL映射、缓存机制、扩展机制等方面介绍了MyBatis知识体系。通过这些知识点的串联，我们可以更好地理解和运用并发编程和MyBatis，为开发高性能、可扩展的系统奠定基础。

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Java程序员廖志伟

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