并发编程与MyBatis核心解析

📕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

线程作为程序执行的最小单位，其内部实现涉及复杂的调度机制。在Java中，线程的创建和管理主要依赖于java.lang.Thread类。以下是线程相关技术的实现细节：

1. 线程生命周期：线程状态之间的转换受到操作系统的调度算法和线程自身行为的影响。在Java中，线程状态的变化可以通过状态转移图来表示，包括线程创建、运行、阻塞、等待、超时等待和终止等状态。

2. 线程优先级：Java中的线程优先级是由线程调度器决定的，它根据优先级和线程的调度策略来决定哪个线程将获得CPU时间。线程优先级是基于线程所属进程的优先级，并按照一定比例分配给线程。

3. 守护线程：守护线程是一种特殊的线程，它不涉及用户交互，主要负责在后台执行辅助性任务。当没有非守护线程正在执行时，程序将自动退出。

4. 线程池：线程池的实现涉及到线程的创建、复用、回收和调度。核心参数如核心线程数、最大线程数、存活时间等，通过ThreadPoolExecutor类进行配置。

5. 拒绝策略：当线程池无法处理新提交的任务时，需要执行拒绝策略。例如，CallerRunsPolicy策略允许调用者自己处理任务，而AbortPolicy策略则抛出异常。

6. 工作队列类型：工作队列用于存放等待执行的任务，其选择影响到线程池的性能。例如，LinkedBlockingQueue提供了无界队列的实现，而ArrayBlockingQueue则提供了固定大小的队列。

7. 同步机制：同步机制是解决多线程并发问题的核心，包括悲观锁、乐观锁、读写锁和条件变量等。例如，读写锁允许多个读操作同时进行，而写操作则互斥进行。

并发集合

Java并发集合类如ConcurrentHashMap和BlockingQueue等，在设计上遵循了无锁或半锁的并发控制策略。

1. ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap通过分段锁实现线程安全，将数据分割成多个段，每个段有自己的锁，从而允许多个线程并发访问不同的段。

2. CopyOnWrite容器：在CopyOnWrite容器中，读操作不会加锁，写操作则会创建原容器的副本，并将新数据写入副本，然后替换原容器。

3. BlockingQueue：BlockingQueue是线程安全的队列，实现了生产者-消费者模式，允许生产者和消费者线程在不使用锁的情况下同步。

并发工具类

并发工具类如Phaser、Exchanger和FutureTask等，提供了更高层次的并发控制机制。

1. Phaser：Phaser是一个灵活的同步工具，它支持线程间的有序执行，可以动态增加或移除参与者。

2. Exchanger：Exchanger允许两个线程在某个点交换数据，通常用于实现两个线程之间的数据交换。

3. FutureTask：FutureTask是实现了Future接口的线程，可以用于异步执行任务。

并发框架

并发框架如Netty、Akka和Disruptor等，提供了更高级的并发编程模型。

1. Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，主线程负责接收客户端连接，从线程负责处理业务逻辑。

2. Akka Actor模型：Akka基于Actor模型，每个Actor都是一个独立的消息处理单元，通过消息传递进行通信。

3. Disruptor环形缓冲区：Disruptor使用环形缓冲区设计，通过CAS操作实现无锁并发，适用于高吞吐量的场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解定义SQL映射，将SQL语句映射到Java对象。

1. 注解映射：使用@Select、@Insert、@Update和@Delete等注解定义SQL映射。

2. 结果集映射：通过配置XML或注解来定义数据库列与Java对象的映射关系。

3. 关联查询：使用<resultMap>元素配置一对多、多对一等关系。

4. 动态SQL：通过<if>、<choose>、<when>和<otherwise>等标签构建动态SQL语句。

OGNL表达式和分支语句

OGNL表达式语言提供了一种强大的表达式语言，用于访问对象属性和执行逻辑操作。

1. OGNL表达式：OGNL表达式支持属性访问、方法调用、条件判断等。

2. 分支语句：MyBatis支持在动态SQL中使用OGNL表达式进行条件判断和分支语句。

批量操作和缓存机制

MyBatis提供了批量操作和缓存机制，以提高数据库操作的效率和性能。

1. 批量操作：MyBatis支持批量插入、批量更新和批量删除操作，通过<foreach>标签实现。

2. 缓存机制：MyBatis提供一级缓存和二级缓存机制，通过<cache>标签进行配置。

MapperProxy插件和动态代理

MyBatis使用动态代理实现Mapper接口，并通过插件机制扩展功能。

1. MapperProxy：MyBatis使用MapperProxy实现动态代理，拦截Mapper接口的方法。

2. 插件：MyBatis允许自定义插件，通过实现Interceptor接口进行扩展。

SqlSession生命周期和执行器类型

SqlSession是MyBatis的会话，用于执行数据库操作。MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor。

1. SqlSession生命周期：SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。

2. 执行器类型：MyBatis提供多种执行器类型，以满足不同的性能需求。

延迟加载和扩展机制

MyBatis支持延迟加载和扩展机制，以提供更灵活和高效的数据库访问。

1. 延迟加载：MyBatis支持延迟加载，即在需要时才加载关联对象。

2. 扩展机制：MyBatis提供多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链和方言支持。

类型处理器和拦截器链

MyBatis提供类型处理器和拦截器链，以扩展功能。

1. 类型处理器：MyBatis提供类型处理器，用于将数据库中的数据类型转换为Java对象类型。

2. 拦截器链：MyBatis允许自定义拦截器，拦截执行过程，实现扩展功能。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle和SQL Server等，方便在不同数据库之间切换。

总结

通过深入了解并发编程和MyBatis的知识体系，我们可以编写更高效、可靠的Java程序。掌握这些技术，将有助于我们成为更优秀的Java开发者。

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