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

在深入探讨并发编程之前，我们需要理解它背后的核心概念和技术，这些是构建高效、可靠并发应用的基础。

线程基础

线程作为操作系统能够进行运算调度的最小单位，在并发编程中扮演着至关重要的角色。线程的生命周期管理是并发编程中的一个关键技术点。

线程生命周期

线程的生命周期可以分为新建、就绪、运行、阻塞和死亡五个状态。在Java中，线程的状态转换是通过线程的状态机和操作系统的调度机制来实现的。例如，当线程在等待某个锁时，它会从运行状态转换为阻塞状态。

线程优先级

线程优先级是操作系统用于调度线程的一种机制，它影响线程在CPU时间上的分配。线程的优先级可以通过线程的setPriority方法进行设置。然而，需要注意的是，线程优先级在不同的操作系统中可能存在差异。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它在后台运行，服务于其他线程。当没有任何非守护线程在运行时，程序将退出。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。

线程池

线程池是一种高效管理线程的方法，它通过复用已有的线程来减少线程创建和销毁的开销。线程池的核心参数包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间等。这些参数的配置需要根据实际的应用场景和性能要求来设定。

拒绝策略

当线程池达到最大线程数时，拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。不同的拒绝策略适用于不同的应用场景，例如，AbortPolicy会抛出RejectedExecutionException异常，而CallerRunsPolicy会尝试在调用线程中运行任务。

工作队列类型

线程池的工作队列用于存储等待执行的任务。常见的工作队列类型包括LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue，它们分别提供不同类型的线程安全队列操作。

同步机制

同步机制是并发编程中用来保护共享资源，防止数据竞争的关键技术。在Java中，同步机制主要依赖于synchronized关键字和Lock接口。

悲观锁/乐观锁

悲观锁

悲观锁假设并发环境中多个线程会争用共享资源，因此在操作共享资源时，先对资源加锁。这种锁机制通常用于写操作较少的场景。

乐观锁

乐观锁假设并发环境下多个线程不会争用共享资源，因此在操作共享资源时，不先加锁，而是通过版本号或其他机制来检测资源在读取和更新期间是否被其他线程修改。

读写锁

读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。这种锁机制可以显著提高并发性能，尤其是在读操作远多于写操作的场景中。

条件变量

条件变量是线程之间进行通信的一种机制，允许一个或多个线程等待某个条件成立。在Java中，可以通过Object的wait、notify和notifyAll方法来实现条件变量的功能。

并发集合

并发集合是为了解决多线程环境下集合操作的线程安全问题而设计的集合类。例如，ConcurrentHashMap通过分段锁机制来提高并发性能，而CopyOnWriteArrayList在写操作时创建一个新的副本。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap通过分段锁机制将数据分为多个段，每个段由一个锁保护。这种设计使得多个线程可以同时访问不同的段，从而提高了并发性能。

CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器在写操作时创建一个新的副本来存储修改后的元素，从而保证线程安全。这种机制适用于读操作远多于写操作的场景。

BlockingQueue

BlockingQueue是Java并发集合框架中的一种线程安全的队列实现，它支持生产者-消费者模型。在Java中，常用的BlockingQueue实现包括LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue。

并发工具类

并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等，它们用于简化并发编程。例如，Phaser可以用于线程之间的同步，而Exchanger可以用于线程之间的数据交换。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种避免使用锁的并发算法，它通常基于CAS（Compare-And-Swap）操作。这种算法适用于高并发场景，可以提高系统的性能。

CAS原理

CAS是一种原子操作，它包含三个操作数——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，则将内存位置的值修改为新值。

Atomic类

Atomic类是Java并发包中提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类通过内部的自旋锁机制来保证操作的原子性。

无锁队列

无锁队列是一种不使用锁的并发队列实现，它通常基于CAS操作。这种设计可以显著提高并发性能，尤其是在高并发场景中。

并发框架

并发框架包括Netty、Akka、Disruptor等，它们提供了一套完整的并发编程解决方案。例如，Netty使用主从多线程模型，而Akka基于Actor模型。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它通过将SQL映射到Java对象来简化数据库操作。

SQL映射

SQL映射是指将Java对象与数据库表之间的映射关系。在MyBatis中，SQL映射可以通过注解或XML文件来实现。

注解映射

注解映射是MyBatis提供的一种简单易用的映射方式，它通过在Java实体类上添加注解来定义映射关系。例如，@Id注解用于标注主键，@Column注解用于标注字段映射。

结果集映射

结果集映射是指将数据库查询结果映射到Java对象的过程。在MyBatis中，可以通过resultMap元素来定义结果集映射。

关联查询

关联查询是指通过SQL语句实现多表之间的关联查询。在MyBatis中，可以通过关联映射来实现关联查询。

动态SQL

动态SQL是指根据业务需求动态构建SQL语句。在MyBatis中，可以使用OGNL表达式和分支语句来实现动态SQL。

OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，它用于在运行时动态访问和操作对象。在MyBatis中，OGNL表达式可以用于动态构建SQL语句。

分支语句

分支语句是MyBatis提供的一种动态SQL构建方式，它可以根据条件动态添加SQL片段。

批量操作

批量操作是指在一次数据库操作中执行多个SQL语句。在MyBatis中，可以通过 元素来实现批量操作。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存和二级缓存机制，用于提高查询效率。一级缓存是SqlSession级别的缓存，而二级缓存是全局缓存。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，当SqlSession关闭后，一级缓存也会被清空。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，它可以在多个SqlSession之间共享。

自定义缓存

MyBatis允许用户自定义缓存，以适应不同的业务需求。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口，从而简化了数据库操作。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis提供的代理类，它实现了Mapper接口，并在代理类中实现了数据库操作。

插件拦截

MyBatis允许用户自定义插件，通过拦截执行流程来实现自定义功能。

动态代理执行流程

动态代理执行流程包括代理对象创建、方法调用、结果返回等步骤。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责数据库操作。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等。

延迟加载

延迟加载是指在实际需要时才加载数据，以减少数据库访问次数。

扩展机制

MyBatis提供了一系列扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等。

类型处理器

类型处理器用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。

拦截器链

拦截器链用于拦截数据库操作，实现自定义功能。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细解析，我们可以更加深入地理解并发编程和MyBatis的核心概念和技术，为实际应用提供有力支持。在实际开发中，我们可以根据业务需求选择合适的并发编程模型和MyBatis特性，以提高应用程序的性能和可维护性。

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