并发编程与MyBatis精要

📕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）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。

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一、并发编程知识体系

线程基础

线程的调度与执行机制是并发编程的核心。在操作系统中，线程调度器负责根据线程优先级、线程状态等因素进行线程的切换。在Java中，线程的调度依赖于操作系统的线程调度策略，同时Java虚拟机（JVM）也提供了自己的线程调度策略。线程调度器通过时间片轮转、优先级调度、抢占式调度等方式实现线程的调度。

线程的独立调度意味着每个线程都有自己独立的执行路径，操作系统可以独立地为每个线程分配CPU时间。在Java中，线程的独立执行是通过线程栈和程序计数器来实现的。线程栈用于存储线程的局部变量和执行状态，程序计数器用于指示当前执行的指令地址。

资源共享是线程的一个基本特性，但共享资源也带来了线程安全问题。为了确保线程安全，需要使用同步机制，如互斥锁（Mutex）、读写锁（Read-Write Lock）等。

线程生命周期

线程的生命周期从创建开始，经历了多个阶段。在Java中，线程的生命周期可以通过Thread类中的方法来控制。

• 新建（New）：线程对象被创建后，处于新建状态。
• 可运行（Runnable）：线程被调度器选中，处于可运行状态，等待CPU时间。
• 运行（Running）：线程获得CPU时间，开始执行。
• 阻塞（Blocked）：线程因为等待某些条件（如I/O操作）而无法执行。
• 等待（Waiting）：线程主动放弃CPU时间，进入等待状态，直到其他线程通知其继续执行。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待一个超时时间，如果时间到了，则从超时等待状态转换为可运行状态。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被其他线程终止。

线程优先级在Java中是一个整数，优先级高的线程更有可能被调度执行。线程优先级分为最大优先级（10）和最小优先级（1），默认优先级为5。线程优先级不能保证线程一定会被执行，但它可以影响线程调度的概率。

守护线程（Daemon Thread）是一种特殊的线程，它不会阻塞应用程序的终止。当所有非守护线程结束时，应用程序将自动退出。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以提高应用程序的性能和资源利用率。线程池的核心参数包括：

• 核心线程数：线程池中保持活跃的线程数。
• 最大线程数：线程池能够创建的最大线程数。
• 队列类型：用于存储等待执行任务的队列类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
• 拒绝策略：当任务无法被处理时的处理策略，如AbortPolicy、CallerRunsPolicy等。

线程池通过任务队列管理任务，当任务到达时，如果核心线程数未达到最大线程数，则创建新的线程执行任务；如果核心线程数已达到最大线程数，则将任务放入队列中等待执行。线程池还可以通过拒绝策略处理无法被处理的任务。

同步机制

同步机制用于控制对共享资源的访问，保证线程安全。常见的同步机制包括：

• 悲观锁：假设并发操作会相互干扰，总是对资源加锁。在Java中，synchronized关键字和ReentrantLock都是悲观锁的实现。
• 乐观锁：假设并发操作不会相互干扰，通过版本号或其他机制检测冲突。乐观锁的实现方式包括CAS操作和版本控制。
• 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，适用于读操作远多于写操作的场景。
• 条件变量：线程在等待某些条件满足时，可以挂起，直到条件满足。条件变量通常与互斥锁结合使用。

并发集合

并发集合是专门为并发环境设计的集合，如ConcurrentHashMap。它们通过内部机制保证线程安全，例如，使用分段锁、CAS操作等。

并发工具类

一些并发工具类，如Phaser、Exchanger、FutureTask，提供了更高级的并发控制功能。Phaser可以用于协调多个线程的进度，Exchanger可以用于在线程之间交换数据，FutureTask可以用于异步执行任务。

非阻塞算法

非阻塞算法利用CAS（Compare-And-Swap）操作和Atomic类，实现无锁编程。非阻塞算法可以提高并发性能，适用于高并发场景。

并发框架

一些并发框架，如Netty的线程模型、Akka的Actor模型、Disruptor的环形缓冲区，提供了更高级的并发编程解决方案。这些框架通过抽象和封装，简化了并发编程的复杂性。

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对象关联。SQL映射文件通常以XML格式定义，也可以使用注解进行定义。

• 注解映射：使用@Select、@Insert等注解定义SQL语句。注解映射简化了SQL映射的定义，提高了代码的可读性。
• 结果集映射：定义SQL结果集与Java对象之间的映射关系。结果集映射包括字段映射、关联映射、集合映射等。
• 关联查询：通过@OneToOne、@OneToMany等注解实现多表查询。关联查询可以简化复杂的多表操作。

动态SQL

动态SQL允许根据条件动态生成SQL语句。MyBatis使用<if>、<choose>等标签实现动态SQL。

• 标签 ：根据条件判断是否包含SQL片段。
• 标签 ：类似于if-else语句，根据条件选择执行哪个SQL片段。
• 标签 ：类似于if语句，用于条件分支。
• 标签 ：当所有条件都不满足时执行的SQL片段。

OGNL表达式与分支语句

OGNL表达式用于在MyBatis中访问对象属性。OGNL表达式支持属性访问、方法调用、条件判断等操作。

• 分支语句：如<if>、<choose>、<when>等，用于条件控制。
• 属性访问：使用.操作符访问对象的属性。
• 方法调用：使用()操作符调用对象的方法。

批量操作

MyBatis支持批量插入和更新操作，提高数据库操作效率。批量操作可以通过<foreach>标签实现。

• 标签 ：用于遍历集合，执行批量操作。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存和二级缓存机制，用于减少数据库访问次数。

• 一级缓存：会话级别的缓存，用于存储当前会话期间查询的结果。
• 二级缓存：映射器级别的缓存，用于存储全局范围内的查询结果。

自定义缓存与代理模式

MyBatis允许自定义缓存实现，并通过代理模式实现缓存逻辑。自定义缓存可以通过实现Cache接口来实现。

MapperProxy与插件

MapperProxy是MyBatis的动态代理实现，用于拦截方法调用。插件机制允许拦截SQL执行过程，如拦截SQL语句的执行、结果集的处理等。

SqlSession生命周期与执行器类型

SqlSession是MyBatis的核心对象，负责数据库操作。SqlSession的生命周期从创建开始，经历了多个阶段。

• 创建：通过SqlSessionFactory创建SqlSession。
• 使用：执行数据库操作。
• 关闭：释放资源，关闭数据库连接。

执行器类型包括SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等，它们分别适用于不同的场景。

延迟加载与扩展机制

MyBatis支持延迟加载，并在设计上提供了扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等。

• 延迟加载：在需要时才加载关联对象，提高性能。
• 扩展机制：通过实现接口或继承类的方式扩展MyBatis的功能。

通过上述对并发编程和MyBatis知识体系的详细描述，我们可以看到这两个技术在实际应用中的重要性。了解并发编程的机制可以帮助我们编写高效、安全的代码，而MyBatis则简化了数据库操作，提高了开发效率。在实际应用中，我们可以将这两个技术相结合，例如，在MyBatis中使用并发集合处理大量数据，或者在并发环境中使用MyBatis进行数据库操作，从而实现高性能的应用程序。

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