并发编程与MyBatis核心解析

原创于 2025-08-05 12:27:08 发布 · 955 阅读

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#Concurrency # Java # Multithreading

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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。

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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

并发编程是计算机科学中的一个重要领域，它涉及到如何让多个任务在同一时间内执行，以提高系统的性能和响应速度。以下是对并发编程知识体系的详细解析，并补充其技术实现细节。

线程基础

线程是并发编程的基本单位，它是轻量级的进程。以下是线程的基础知识：

线程概念：线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它是进程的一部分。在Java中，线程的实现依赖于操作系统的线程管理机制，如POSIX线程（pthread）或Windows线程（Win32 Threads）。
线程状态：线程有创建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）等状态。线程状态转换通常由线程调度器根据优先级、资源分配等因素来决定。
线程属性：包括优先级、名称、组、守护线程等。线程优先级由线程调度器根据操作系统实现来管理，Java中通过Thread.setPriority()方法设置，优先级高的线程有更高的执行机会。

线程生命周期

线程从创建到销毁，会经历多个状态转换。以下是线程生命周期的详细描述：

新建（New）：线程对象被创建，但尚未启动。此时线程尚未分配到CPU资源，不能执行任何操作。
可运行（Runnable）：线程对象被创建后，调用start()方法，进入可运行状态。此时线程等待CPU时间片，一旦获得CPU资源，就可以开始执行。
运行（Running）：线程获得CPU时间，开始执行。在Java中，线程的运行状态由操作系统调度器管理。
阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待资源）无法执行，进入阻塞状态。例如，线程尝试获取一个被其他线程持有的锁时，会进入阻塞状态。
等待（Waiting）：线程在等待某个条件成立时，进入等待状态。线程会一直等待，直到其他线程调用notify()或notifyAll()方法。
超时等待（Timed Waiting）：线程在等待某个条件成立时，设置超时时间。如果在超时时间内条件未成立，线程将自动唤醒。
终止（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止。终止的线程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多线程环境中的执行顺序。以下是线程优先级的相关知识：

优先级级别：Java中线程优先级有1-10共10个级别，默认优先级是5。优先级高的线程有更高的执行机会，但最终执行顺序由操作系统决定。
优先级提升：高优先级的线程有更高的执行机会，但操作系统调度器会根据线程的实际情况（如线程状态、资源需求等）来决定线程的执行顺序。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它用于执行辅助性任务，不会阻塞程序运行。以下是守护线程的相关知识：

概念：守护线程是服务于程序中其他线程的线程。当所有非守护线程结束时，程序将退出，即使守护线程仍在执行。
特点：守护线程的生命周期由主程序控制，它们无法阻止程序退出。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以提高程序的性能和资源利用率。以下是线程池的相关知识：

核心参数配置：包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间、工作队列类型等。这些参数可以根据应用程序的需求和资源情况进行调整。
拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，如何处理新任务。常见的拒绝策略包括：丢弃任务、抛出异常、调用拒绝处理方法等。

同步机制

同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时可能出现的问题。以下是同步机制的相关知识：

悲观锁/乐观锁：悲观锁认为并发操作一定会发生冲突，乐观锁则认为并发操作很少发生冲突。悲观锁通常使用synchronized关键字或ReentrantLock实现，乐观锁可以使用CAS（Compare-And-Swap）算法实现。
读写锁：读写锁允许多个线程同时读取资源，但只允许一个线程写入资源。读写锁可以提高并发性能，尤其是在读操作远多于写操作的场景下。
条件变量：条件变量用于线程间的通信，实现线程间的协作。线程可以等待某个条件成立，或者在一个条件成立时唤醒其他线程。

并发集合

并发集合是专门为并发环境设计的集合类，以下是并发集合的相关知识：

ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap实现。它使用分段锁（Segment Locking）来提高并发性能。
CopyOnWrite容器：在写操作时，先复制原容器，然后修改新容器。这种机制适用于读操作远多于写操作的场景。

并发工具类

并发工具类提供了多种并发操作的工具，以下是并发工具类的相关知识：

Phaser：用于线程间的协作。Phaser类似于CyclicBarrier，但它提供了更灵活的协作机制。
Exchanger：用于线程间的数据交换。两个线程可以交换数据，而不需要任何共享内存。
FutureTask：用于异步执行任务。FutureTask可以获取异步执行的结果，或者取消任务。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种在并发环境下提高性能的方法。以下是非阻塞算法的相关知识：

CAS原理：Compare-And-Swap（比较并交换）算法，用于实现无锁操作。CAS算法通过原子操作来更新内存中的数据。
Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类可以保证在多线程环境下对基本数据类型的操作是原子的。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS原理实现的线程安全队列，以下是无锁队列的相关知识：

无锁队列：线程安全队列，无锁操作，提高性能。无锁队列使用CAS算法来保证线程安全，避免了锁的开销。

并发框架

并发框架提供了更高级的并发编程抽象，以下是并发框架的相关知识：

Netty线程模型：Netty使用主从多线程模型，提高并发性能。主线程负责接收客户端连接，从线程负责处理业务逻辑。
Akka Actor模型：基于Actor模型的并发框架，用于构建高并发、高可用系统。Actor模型将并发编程抽象为消息传递，简化了并发编程的复杂性。
Disruptor环形缓冲区：基于环形缓冲区的并发框架，用于处理高并发消息。环形缓冲区可以提供高性能的消息传递机制。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它消除了几乎所有的JDBC代码和手动设置参数以及获取结果集的工作。以下是MyBatis知识体系的详细解析，并补充其技术实现细节。

SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能之一，它将Java对象与数据库表进行映射。以下是SQL映射的相关知识：

注解映射：使用注解来映射Java对象和SQL语句。MyBatis提供了多种注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，用于定义SQL语句。
结果集映射：将数据库查询结果映射到Java对象。MyBatis使用XML配置或注解来定义结果集映射，包括字段映射、类型转换等。

关联查询

关联查询用于实现多表之间的数据关联。以下是关联查询的相关知识：

一对一：一个实体对应另一个实体。MyBatis使用<one-to-one>标签来定义一对一的关联关系。
一对多：一个实体对应多个实体。MyBatis使用<one-to-many>标签来定义一对多的关联关系。
多对多：多个实体对应多个实体。MyBatis使用<many-to-many>标签来定义多对多的关联关系。

动态SQL

动态SQL用于根据不同的条件执行不同的SQL语句。以下是动态SQL的相关知识：

OGNL表达式：用于动态生成SQL语句。OGNL表达式可以访问Java对象的属性和方法。
分支语句：根据条件执行不同的SQL语句。MyBatis使用<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等标签来实现动态SQL。

批量操作

批量操作可以减少数据库访问次数，提高性能。以下是批量操作的相关知识：

批量插入：一次性插入多条数据。MyBatis使用<insert>标签的useGeneratedKeys属性来实现批量插入。
批量更新：一次性更新多条数据。MyBatis使用<update>标签的flushCache属性来实现批量更新。

缓存机制

缓存机制可以减少数据库访问次数，提高性能。以下是缓存机制的相关知识：

一级缓存：SqlSession级别的缓存。一级缓存存储在内存中，当SqlSession关闭时，缓存也随之失效。
二级缓存：Mapper级别的缓存。二级缓存存储在本地文件系统或Redis等缓存系统中，可以在不同的SqlSession之间共享。
自定义缓存：自定义缓存实现。MyBatis允许用户自定义缓存实现，以满足特定的需求。

代理模式

代理模式用于实现动态代理，以下是代理模式的相关知识：

MapperProxy：MyBatis中的动态代理实现。MapperProxy使用Java的反射机制来动态创建代理对象，实现接口方法调用。

插件拦截

插件拦截可以扩展MyBatis的功能，以下是插件拦截的相关知识：

拦截器：MyBatis中的拦截器实现。拦截器可以拦截MyBatis的执行过程，例如执行器、查询、结果集等。

执行流程

MyBatis的执行流程包括解析配置、构建SQL语句、执行SQL语句、处理结果集等。以下是执行流程的相关知识：

SqlSession生命周期：SqlSession的创建、使用和销毁。SqlSession是MyBatis的核心对象，负责数据库连接、事务管理等。
执行器类型：MyBatis中的执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor等。执行器负责执行SQL语句，并返回结果集。
延迟加载：在需要时才加载关联数据。MyBatis支持延迟加载，可以减少数据库访问次数，提高性能。
扩展机制：MyBatis的扩展机制，如自定义插件、拦截器等。MyBatis允许用户自定义插件和拦截器，以扩展其功能。

类型处理器

类型处理器用于将数据库类型转换为Java类型，以下是类型处理器的相关知识：

类型处理器：MyBatis中的类型处理器实现。类型处理器负责将数据库类型转换为Java类型，例如将INT转换为Integer。

拦截器链

拦截器链用于拦截MyBatis的执行过程，以下是拦截器链的相关知识：

拦截器链：MyBatis中的拦截器链实现。拦截器链可以拦截MyBatis的执行过程，例如执行器、查询、结果集等。

方言支持

方言支持允许MyBatis根据不同的数据库类型执行不同的SQL语句，以下是方言支持的相关知识：

方言支持：MyBatis中的方言支持实现。MyBatis提供了多种方言支持，例如MySQL方言、Oracle方言等。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis的相关知识点，包括并发编程知识体系、线程基础、线程生命周期、线程优先级、守护线程、线程池、核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型、同步机制、悲观锁/乐观锁、读写锁、条件变量、并发集合、CopyOnWrite容器、BlockingQueue、并发工具类、Phaser、Exchanger、FutureTask、非阻塞算法、CAS原理、Atomic类、无锁队列、并发框架、Netty线程模型、Akka Actor模型、Disruptor环形缓冲区、MyBatis知识体系、SQL映射、注解映射、结果集映射、关联查询、动态SQL、OGNL表达式、分支语句、批量操作、缓存机制、一级缓存、二级缓存、自定义缓存、代理模式、MapperProxy、插件拦截、动态代理执行流程、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制、类型处理器、拦截器链、方言支持等。通过本文的学习，读者可以更好地理解和应用并发编程和MyBatis技术，提高系统的性能和响应速度。

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