📕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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💡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。
一、并发编程知识体系详解
并发编程是计算机科学中一个重要的领域，它涉及如何让多个任务同时执行，以提高程序的效率和响应速度。并发编程的实现依赖于操作系统的多线程支持、处理器调度策略、内存管理以及线程间的同步机制。
线程基础
线程是并发编程中最基本的执行单元，它允许操作系统将多个任务分配给不同的处理器核心，从而实现真正的并行执行。每个线程都包含一个唯一的线程ID、程序计数器（PC）、寄存器集合、堆栈以及线程状态等信息。
线程生命周期
线程的生命周期可以分为以下几个阶段：新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）和死亡（Terminated）。
- 新建（New）：线程被创建但尚未启动。
- 就绪（Runnable）：线程已准备好执行，等待被调度。
- 运行（Running）：线程正在处理器上执行。
- 阻塞（Blocked）：线程因等待某些资源或条件而无法执行。
- 等待（Waiting）：线程处于等待状态，直到某个条件被满足。
- 死亡（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止。
线程优先级
线程优先级决定了线程在执行时的优先级，Java中的线程优先级范围是1（最低）到10（最高）。操作系统会根据线程优先级进行调度，但具体实现可能有所不同。
守护线程
守护线程是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务，当所有非守护线程结束时，Java虚拟机自动退出。在守护线程中运行的任务通常不是程序的关键部分，如垃圾回收线程。
线程池
线程池是一种管理线程的机制，它可以有效地控制线程的数量和线程复用，提高性能。线程池通过重用已有的线程来减少线程创建和销毁的开销，并能够限制系统中并发执行线程的数量。
核心参数配置与拒绝策略
线程池的核心参数包括核心线程数、最大线程数、存活时间、队列类型等。拒绝策略则决定了当线程池达到最大线程数时如何处理新任务。
- 核心线程数：线程池维护的最少线程数量。
- 最大线程数：线程池维护的最大线程数量。
- 存活时间：线程池中空闲线程的最大存活时间。
- 队列类型：线程池中的工作队列类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
- 拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，如何处理新任务，如AbortPolicy、CallerRunsPolicy等。
工作队列类型
工作队列是线程池中用于存放任务的队列，常见的队列类型有：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。
- ArrayBlockingQueue：基于数组实现的阻塞队列，具有固定容量。
- LinkedBlockingQueue：基于链表实现的阻塞队列，具有可扩展的容量。
- PriorityBlockingQueue：基于优先级堆实现的阻塞队列，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重要手段，包括：
- 悲观锁：在操作数据之前先加锁，直到操作完成才释放锁。悲观锁通常使用synchronized关键字或ReentrantLock实现。
- 乐观锁：通过版本号或者时间戳来保证数据的并发访问。乐观锁通常使用CAS（Compare-And-Swap）操作实现。
- 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。读写锁通常使用ReentrantReadWriteLock实现。
条件变量
条件变量是线程间进行通信的一种机制，它可以使得线程在某些条件下等待，直到其他线程通知它们。条件变量通常与锁一起使用。
并发集合
Java并发集合是专为并发环境设计的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。
- ConcurrentHashMap：基于分段锁（Segment）的并发HashMap实现，通过分段锁提高并发性能。
- CopyOnWriteArrayList：基于数组的线程安全容器，在每次修改时都会创建一个新的数组。
ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap是Java中一种高效的并发HashMap实现，它通过分段锁（Segment）来提高并发性能。ConcurrentHashMap将数据分成多个段，每个段都有自己的锁，从而允许多个线程同时访问不同的段。
CopyOnWrite容器
CopyOnWrite容器是一种基于数组的线程安全容器，它在每次修改时都会创建一个新的数组。这种机制适用于读多写少的应用场景，因为它避免了读写锁的开销。
BlockingQueue
BlockingQueue是一种线程安全的队列，它支持生产者和消费者模型。BlockingQueue在多线程环境下可以安全地存储和检索元素，当队列满时，生产者线程会等待，当队列空时，消费者线程会等待。
并发工具类
并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等，它们提供了更高级的并发控制。
- Phaser：Phaser是一个线程间协作的工具，它可以用来实现复杂的线程同步逻辑。
- Exchanger：Exchanger允许两个线程在某个时刻交换数据。
- FutureTask：FutureTask是Future接口的实现，它可以用来异步执行任务。
非阻塞算法与CAS原理
非阻塞算法是指在多线程环境中不使用锁来保证线程安全的方法，CAS（Compare-And-Swap）是其核心原理。CAS操作包括三个操作数：内存位置（V）、预期原值（A）和新值（B）。如果内存位置的值与预期原值相等，则将内存位置的值更新为新值，否则不做任何操作。
Atomic类与无锁队列
Atomic类提供了一系列原子操作，如AtomicInteger、AtomicLong等。无锁队列是利用CAS原理实现的一种线程安全队列。
并发框架
并发框架包括Netty、Akka、Disruptor等，它们提供了更高层次的并发编程抽象。
Netty线程模型
Netty使用主从多线程模型，即一个或多个Boss线程负责接收客户端连接，Worker线程负责处理读写操作。
Akka Actor模型
Akka是一个基于Actor模型的并发框架，它将并发编程简化为消息传递。在Akka中，每个Actor都是一个独立的消息处理器，可以并发地接收和发送消息。
Disruptor环形缓冲区
Disruptor是一个高性能的并发队列，它使用环形缓冲区和CAS操作来保证线程安全。Disruptor通过环形缓冲区避免了内存碎片问题，并通过CAS操作减少了锁的开销。
二、MyBatis知识体系详解
MyBatis是一个优秀的持久层框架，它将数据库操作抽象成简单的SQL映射，简化了数据库编程。
SQL映射
SQL映射是将Java对象与数据库表之间的映射关系配置在XML文件中。在MyBatis中，通过编写SQL映射文件来定义SQL语句和Java对象之间的映射关系。
注解映射
MyBatis也支持使用注解来配置SQL映射，这使得配置更加灵活。通过在Java接口或类中使用注解，可以定义SQL映射关系，而不需要编写XML文件。
结果集映射
结果集映射是将SQL查询结果映射到Java对象的过程。MyBatis通过TypeHandler将数据库类型转换为Java类型。
关联查询
关联查询用于处理多表之间的关系，MyBatis提供了多种方式来实现关联查询，如嵌套查询、联合查询等。
动态SQL
动态SQL允许在运行时根据条件动态构建SQL语句。MyBatis提供了动态SQL标签，如 、 、 等，用于构建动态SQL语句。
OGNL表达式
OGNL（Object-Graph Navigation Language）表达式用于在MyBatis中访问对象的属性。OGNL表达式可以访问对象的属性、方法以及动态属性。
分支语句
分支语句用于处理SQL语句中的if条件。MyBatis提供了 标签来实现分支语句。
批量操作
批量操作可以将多个SQL语句合并为一条，从而提高性能。MyBatis提供了 标签来实现批量操作。
缓存机制
MyBatis提供了缓存机制，包括一级缓存和二级缓存。
一级缓存
一级缓存是SqlSession级别的缓存，用于缓存最近一次执行的SQL语句及其结果。一级缓存只对当前SqlSession有效，当SqlSession关闭时，一级缓存会失效。
二级缓存
二级缓存是全局缓存，用于缓存相同命名空间下的SQL语句及其结果。二级缓存可以在多个SqlSession之间共享，但需要手动开启和配置。
自定义缓存
MyBatis允许用户自定义缓存，通过实现Cache接口来实现。自定义缓存可以扩展MyBatis的缓存机制，满足特定的需求。
代理模式
MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口的动态代理。当调用Mapper接口的方法时，MyBatis会动态生成代理对象，并执行对应的SQL语句。
MapperProxy
MapperProxy是MyBatis用于实现Mapper接口动态代理的类。它封装了Mapper接口的方法调用，并执行对应的SQL语句。
插件拦截
MyBatis允许用户编写插件来拦截执行流程，如执行器拦截器、类型处理器拦截器等。插件可以扩展MyBatis的功能，并实现自定义的逻辑。
执行流程
MyBatis的执行流程包括：解析XML、构建SQL语句、参数绑定、执行SQL、结果处理等。
SqlSession生命周期
SqlSession是MyBatis的核心接口，它负责数据库的连接、事务管理等。SqlSession的生命周期通常与数据库连接的生命周期相同。
执行器类型
MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor等。执行器类型决定了SQL执行的方式和性能。
延迟加载
延迟加载是一种按需加载资源的技术，MyBatis支持延迟加载。在延迟加载中，只有在需要使用资源时才加载资源，从而提高系统性能。
扩展机制
MyBatis提供了多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等。扩展机制可以扩展MyBatis的功能，并实现自定义的逻辑。
类型处理器
类型处理器用于将数据库类型转换为Java类型。MyBatis提供了多种类型处理器，如StringTypeHandler、DateTypeHandler等。
拦截器链
拦截器链用于拦截执行流程，如执行器拦截器、类型处理器拦截器等。拦截器可以扩展MyBatis的功能，并实现自定义的逻辑。
方言支持
方言支持允许MyBatis根据数据库类型选择不同的SQL实现。MyBatis提供了多种方言，如MySQL方言、Oracle方言等。
总结
并发编程和MyBatis是现代Java开发中非常重要的知识体系。通过对并发编程和MyBatis的深入学习，我们可以更好地理解和运用它们，提高程序的性能和可维护性。在实际开发中，我们需要根据具体场景选择合适的并发策略和MyBatis配置，以达到最佳效果。
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开源项目分享
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