并发编程核心技术

📕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。

📙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。

💡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

线程基础

并发编程在多核处理器和分布式系统中至关重要，它通过并行执行任务来提高资源利用率。线程作为操作系统能够调度的最小单位，是实现并发编程的关键。以下是线程的一些核心概念和技术实现细节：

线程状态：

• 新建（New）：线程被创建但尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程准备好执行，等待被调度器选中。
• 运行（Running）：线程正在CPU上执行。
• 阻塞（Blocked）：线程因为等待某个条件（如锁）而无法继续执行。
• 等待（Waiting）：线程在等待某个事件发生。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待某个事件发生，但设定了超时时间。
• 终止（Terminated）：线程执行结束。

线程优先级： 线程优先级决定了线程在可运行状态下的调度顺序。线程优先级通常在创建线程时设置，操作系统根据优先级调度线程。不同操作系统的线程优先级设置方法可能不同。

守护线程： 守护线程在Java中被称为后台线程，它们不会阻止程序退出。在JVM启动时，如果有非守护线程启动，则程序会继续执行；如果有守护线程启动，则程序会等待所有守护线程执行完毕后退出。

线程池

线程池是管理一组同构线程的集合，它可以有效控制线程的创建和销毁，提高系统资源利用率。以下是线程池的一些核心参数和实现细节：

核心参数配置：

• 核心线程数：线程池中始终存在的线程数。
• 最大线程数：线程池中最多可以存在的线程数。
• 队列容量：等待执行的任务队列的最大容量。
• 活跃时间：线程空闲的最长时间，超过此时间线程将被终止。

拒绝策略：

• AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException异常。
• CallerRunsPolicy：调用者运行任务。
• DiscardPolicy：丢弃任务。
• DiscardOldestPolicy：丢弃最旧的任务。

工作队列类型：

• 阻塞队列：当队列满时，线程池会等待队列有空位。
• 非阻塞队列：当队列满时，新任务会立即抛出异常。

同步机制

同步机制是确保线程安全的重要手段，包括以下几种：

悲观锁/乐观锁：

• 悲观锁：在操作数据前先加锁，如synchronized关键字。
• 乐观锁：在操作数据后进行版本检查，如使用CAS操作。

读写锁：

• 读写锁：允许多个线程同时读取数据，但只允许一个线程写入数据，如ReentrantReadWriteLock。

条件变量：

• 条件变量：允许线程在等待某个条件成立时挂起，如ReentrantLock中的Condition。

并发集合

Java提供了多种并发集合，以下是一些常见并发集合的实现细节：

ConcurrentHashMap：

• 分段锁：将数据结构分为多个段，每个段有自己的锁。
• CAS操作：在更新操作中使用无锁编程。

CopyOnWrite容器：

• 写操作：在写操作时复制整个底层数据结构。

并发工具类

以下是一些并发工具类的实现细节：

Phaser：

• 协调多个线程的同步：允许线程在某个阶段等待其他线程。

Exchanger：

• 在线程间交换数据：允许两个线程在某个点交换数据。

FutureTask：

• 异步执行任务：返回一个Future对象，用于获取异步执行的结果。

非阻塞算法

以下是一些非阻塞算法的实现细节：

CAS原理：

• Compare-And-Swap：比较并交换操作，用于无锁编程。

Atomic类：

• 提供原子操作的数据类型：如AtomicInteger、AtomicLong。

并发框架

以下是一些并发框架的实现细节：

Netty线程模型：

• Reactor模式：单线程模型，适用于高并发场景。

Akka Actor模型：

• 基于Actor模型的并发框架：适用于分布式系统。

Disruptor环形缓冲区：

• 高效的并发队列：适用于高并发场景。

二、MyBatis知识体系详解

SQL映射

MyBatis通过将SQL映射到Java对象来实现持久层框架，以下是SQL映射的实现细节：

注解映射：

• @Select、@Insert、@Update、@Delete：用于定义SQL语句。

结果集映射：

• 关联查询：如一对一、一对多、多对多关联查询。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态构建SQL语句，以下是动态SQL的实现细节：

OGNL表达式：

• 用于动态构建SQL语句。

分支语句

MyBatis支持分支语句，可以根据条件执行不同的SQL语句，以下是分支语句的实现细节。

批量操作

MyBatis支持批量操作，可以同时执行多条SQL语句，以下是批量操作的实现细节。

缓存机制

MyBatis支持一级缓存和二级缓存，以下是缓存机制的实现细节：

一级缓存：

• 本地缓存：只对当前SqlSession有效。

二级缓存：

• 应用缓存：对整个应用有效。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，可以自定义缓存实现，以下是自定义缓存的实现细节：

代理模式：

• MapperProxy：MyBatis的代理模式实现。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，可以拦截SQL执行过程，以下是插件拦截的实现细节：

动态代理执行流程：

• MyBatis使用JDK动态代理或CGLIB生成代理对象。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，以下是SqlSession生命周期的实现细节：

执行器类型：

• SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL执行。
• ReuseExecutor：重用执行器，适用于批量执行。
• BatchExecutor：批量执行器，适用于批量执行。

扩展机制

MyBatis支持扩展机制，可以自定义类型处理器、拦截器链、方言支持，以下是扩展机制的实现细节：

类型处理器：

• 用于将数据库类型转换为Java类型。

拦截器链：

• 用于拦截SQL执行过程。

方言支持：

• 针对不同数据库进行优化。

知识点串联与举一反三

在并发编程中，线程池和同步机制是保证线程安全的重要手段。例如，在MyBatis中，可以使用线程池来执行SQL语句，并使用同步机制来保证SQL语句的线程安全。在MyBatis中，动态SQL和缓存机制可以提高查询效率。例如，可以使用动态SQL根据条件查询数据，并使用缓存机制缓存查询结果。通过学习并发编程和MyBatis的知识体系，可以更好地理解和设计高并发、高性能的系统。在实际开发中，可以根据具体需求选择合适的并发编程技术和MyBatis特性，以达到最佳的性能和可维护性。

博主分享

📥博主的人生感悟和目标

📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。

• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇的购书链接：https://item.jd.com/14152451.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇繁体字的购书链接：http://product.dangdang.com/11821397208.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》进阶篇的购书链接：https://item.jd.com/14616418.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》架构篇待上架
• 《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》购书链接：https://item.jd.com/15096040.html

面试备战资料

八股文备战

场景	描述	链接
时间充裕（25万字）	Java知识点大全（高频面试题）	Java知识点大全
时间紧急（15万字）	Java高级开发高频面试题	Java高级开发高频面试题

理论知识专题（图文并茂，字数过万）

技术栈	链接
RocketMQ	RocketMQ详解
Kafka	Kafka详解
RabbitMQ	RabbitMQ详解
MongoDB	MongoDB详解
ElasticSearch	ElasticSearch详解
Zookeeper	Zookeeper详解
Redis	Redis详解
MySQL	MySQL详解
JVM	JVM详解

集群部署（图文并茂，字数过万）

技术栈	部署架构	链接
MySQL	使用Docker-Compose部署MySQL一主二从半同步复制高可用MHA集群	Docker-Compose部署教程
Redis	三主三从集群（三种方式部署/18个节点的Redis Cluster模式）	三种部署方式教程
RocketMQ	DLedger高可用集群（9节点）	部署指南
Nacos+Nginx	集群+负载均衡（9节点）	Docker部署方案
Kubernetes	容器编排安装	最全安装教程

开源项目分享

项目名称	链接地址
高并发红包雨项目	https://gitee.com/java_wxid/red-packet-rain
微服务技术集成demo项目	https://gitee.com/java_wxid/java_wxid

管理经验

【公司管理与研发流程优化】针对研发流程、需求管理、沟通协作、文档建设、绩效考核等问题的综合解决方案：https://download.youkuaiyun.com/download/java_wxid/91148718

希望各位读者朋友能够多多支持！

现在时代变了，信息爆炸，酒香也怕巷子深，博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热，所以，赶紧动动你的小手，点波关注❤️，点波赞👍，点波收藏⭐，甚至点波评论✍️，都是对博主最好的支持和鼓励！

• 💂 博客主页： Java程序员廖志伟
• 👉 开源项目：Java程序员廖志伟
• 🌥 哔哩哔哩：Java程序员廖志伟
• 🎏 个人社区：Java程序员廖志伟
• 🔖 个人微信号： SeniorRD

🔔如果您需要转载或者搬运这篇文章的话，非常欢迎您私信我哦~