📕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
在并发编程中,线程作为程序执行的最小单位,其核心在于如何高效地管理和调度。线程的生命周期管理涉及多个状态,每个状态都有其特定的意义和转换条件。
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线程生命周期:线程从创建、就绪、运行、阻塞、等待、超时、终止等状态进行转换。创建状态是指线程被创建但尚未启动;就绪状态是指线程已经准备好执行,等待CPU调度;运行状态是指线程正在执行;阻塞状态是指线程由于某些原因(如I/O操作)无法继续执行;等待状态是指线程在等待某个条件成立时才会继续执行;超时状态是指线程在等待条件成立时超过了指定时间;终止状态是指线程执行完毕或被强制终止。
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线程优先级:线程优先级决定了线程在CPU上的执行顺序。操作系统根据线程优先级和线程调度策略来决定哪个线程应该执行。线程优先级分为最大、正常、最小、后台等,不同的操作系统和编程语言对线程优先级的实现可能有所不同。
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守护线程:守护线程是服务线程,当守护线程结束时,主线程也会随之结束。守护线程通常用于执行一些不需要关注结果的任务,如垃圾回收器。
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线程池:线程池是管理一组线程的容器。线程池可以有效地控制并发线程的数量,避免创建和销毁线程的开销,提高程序性能。线程池的核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型对线程池的性能影响很大。
核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型
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核心参数配置:线程池的核心参数包括核心线程数、最大线程数、存活时间、任务队列等。合理配置这些参数可以优化线程池的性能。核心线程数决定了线程池的初始线程数量;最大线程数决定了线程池可以创建的最大线程数量;存活时间决定了线程在空闲状态下可以被终止的时间;任务队列用于存放等待执行的任务。
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拒绝策略:当线程池中的线程数量达到最大值时,拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略有:AbortPolicy(抛出异常)、CallerRunsPolicy(调用者运行)、DiscardPolicy(丢弃任务)、DiscardOldestPolicy(丢弃最旧任务)。
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工作队列类型:线程池的工作队列用于存放等待执行的任务。常见的工作队列类型有:LinkedBlockingQueue(链表)、ArrayBlockingQueue(数组)、SynchronousQueue(同步队列)。不同类型的工作队列对线程池的性能和线程安全有不同的影响。
同步机制
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悲观锁/乐观锁:悲观锁假设并发操作会引起数据不一致,因此在操作数据前先加锁。乐观锁假设并发操作不会引起数据不一致,通过版本号或时间戳来检测数据是否被修改。
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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。读写锁可以提高并发性能。
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条件变量:条件变量是一种线程间通信机制,允许线程在满足特定条件时等待,直到条件成立时被唤醒。
并发集合
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ConcurrentHashMap:ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap,适用于高并发场景。其内部采用分段锁技术,将数据分为多个段,每个段有自己的锁,从而提高并发性能。
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CopyOnWrite容器:CopyOnWrite容器在写操作时复制整个容器,适用于读多写少的场景。这种策略避免了加锁操作,但写操作的开销较大。
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BlockingQueue:BlockingQueue是线程安全的队列,支持生产者-消费者模式。其内部实现通常采用锁或CAS操作来保证线程安全。
并发工具类
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Phaser:Phaser是一个线程间协作的同步工具,可以用于实现复杂的并发控制。Phaser允许线程在执行任务前注册一个阶段,并在任务执行完毕后通知Phaser,从而实现线程间的同步。
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Exchanger:Exchanger允许两个线程交换数据。当两个线程同时到达Exchanger时,它们可以交换数据,然后继续执行。
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FutureTask:FutureTask是一个可以异步执行任务并返回结果的线程。FutureTask可以与ExecutorService结合使用,实现异步任务执行。
非阻塞算法
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CAS原理:CAS(Compare-And-Swap)是一种无锁算法,通过比较内存中的值和期望值,如果相等则更新内存中的值。CAS操作通常需要三个操作数:内存位置、期望值和新值。
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Atomic类:Atomic类提供了一系列原子操作,如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类通过内部锁机制保证操作的原子性。
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无锁队列:无锁队列是一种基于CAS原理的线程安全队列。其内部实现通常采用CAS操作来保证线程安全。
并发框架
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Netty线程模型:Netty采用主从多线程模型,可以提高并发性能。主线程负责接收和处理客户端连接,从线程负责处理业务逻辑。
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Akka Actor模型:Akka Actor模型是一种基于消息传递的并发模型,可以简化并发编程。在Akka中,每个Actor都是一个独立的线程,通过消息传递进行通信。
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Disruptor环形缓冲区:Disruptor环形缓冲区是一种高性能的并发队列,适用于高并发场景。Disruptor通过环形缓冲区和CAS操作实现高效的并发控制。
二、MyBatis知识体系
SQL映射
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注解映射:MyBatis支持使用注解来映射SQL语句和结果集。通过在Java接口或实体类中使用注解,可以简化SQL映射的配置。
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结果集映射:MyBatis支持自定义结果集映射,将数据库字段映射到Java对象属性。通过编写自定义的ResultMap,可以实现对复杂类型和关联查询的支持。
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关联查询:MyBatis支持关联查询,将多个表的数据映射到同一个Java对象。通过使用 和 等标签,可以实现对关联查询的支持。
动态SQL
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OGNL表达式:OGNL表达式用于动态构建SQL语句。OGNL表达式支持对Java对象的属性进行访问和操作,可以实现对动态SQL的支持。
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分支语句:MyBatis支持使用分支语句实现动态SQL。通过使用 、 等标签,可以根据条件动态构建SQL语句。
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批量操作:MyBatis支持批量操作,提高数据库操作效率。通过使用 标签,可以实现对批量插入、更新和删除等操作的支持。
缓存机制
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一级缓存:一级缓存是SqlSession级别的缓存,用于存储最近执行过的SQL语句及其结果。一级缓存可以提高数据库操作的效率,但可能会引入数据一致性问题。
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二级缓存:二级缓存是全局缓存,用于存储不同SqlSession之间的共享数据。二级缓存可以提高数据库操作的效率,并解决数据一致性问题。
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自定义缓存:MyBatis支持自定义缓存,实现更复杂的缓存策略。通过实现Cache接口,可以自定义缓存实现,满足特定需求。
代理模式
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MapperProxy:MyBatis使用MapperProxy实现动态代理,代理Mapper接口。MapperProxy通过反射机制实现对Mapper接口的代理,从而实现动态SQL映射和执行。
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插件拦截:MyBatis支持插件拦截,扩展MyBatis功能。通过实现Interceptor接口,可以实现对MyBatis执行过程的拦截,从而实现功能扩展。
动态代理执行流程
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执行器类型:MyBatis支持多种执行器类型,如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等。不同类型的执行器对性能和资源消耗有不同的影响。
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延迟加载:MyBatis支持延迟加载,提高性能。通过使用 和 标签,可以实现延迟加载,减少数据库访问次数。
扩展机制
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类型处理器:MyBatis支持自定义类型处理器,实现更复杂的类型转换。通过实现TypeHandler接口,可以自定义类型处理器,满足特定需求。
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拦截器链:MyBatis支持拦截器链,扩展MyBatis功能。通过实现Interceptor接口,可以实现对MyBatis执行过程的拦截,从而实现功能扩展。
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方言支持:MyBatis支持多种数据库方言,如MySQL、Oracle等。通过使用 标签和 标签,可以实现对不同数据库方言的支持。
通过以上知识点的串联,我们可以更好地理解并发编程和MyBatis在实战中的应用。在实际项目中,我们可以根据需求选择合适的并发编程模型和MyBatis功能,提高程序性能和可维护性。
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