并发编程与MyBatis精讲

📕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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并发编程知识体系

线程基础

线程的生命周期是一个复杂的状态转换过程，涉及多种状态。在创建线程后，线程进入就绪状态，等待CPU调度执行。当线程获得CPU时间片后，进入运行状态。线程在执行过程中可能会因为I/O操作、等待某些事件等原因进入阻塞状态。等待状态通常发生在线程调用某些同步方法时，如wait()、sleep()等。如果线程被其他线程唤醒，它会重新进入就绪状态。线程还可以被设置成守护线程，一旦所有非守护线程结束运行，Java虚拟机将退出。

线程优先级通常由操作系统的线程调度器根据一定的算法来决定。在Java中，线程优先级分为10个等级，从Thread.MIN_PRIORITY（1）到Thread.MAX_PRIORITY（10）。线程池中的线程优先级通常由其所在线程池的优先级决定。

线程池中的线程在任务执行完毕后，会根据配置的存活时间等待新的任务。如果线程池中的线程数量超过核心线程数，那么超过的线程将等待一段时间，如果这段时间内没有新的任务分配给它们，这些线程可能会被系统回收。

核心参数配置

线程池的核心参数配置决定了线程池的行为。核心线程数决定了即使在空闲状态下，线程池也保持的线程数量。最大线程数限制了线程池中线程的最大数量，当任务数量超过最大线程数时，线程池会根据拒绝策略处理新任务。存活时间是指线程池中空闲线程在终止前等待新任务的时间。

拒绝策略有多种实现，如AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy等。AbortPolicy会抛出RejectedExecutionException异常，CallerRunsPolicy会由提交任务的线程自己执行该任务，DiscardPolicy会忽略新任务，DiscardOldestPolicy会丢弃队列中最早的未执行任务。

工作队列是任务执行的缓冲区，常见的队列类型包括ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue等。

同步机制

悲观锁和乐观锁是两种常见的锁机制。悲观锁在操作数据前会先锁定资源，确保在操作过程中不会发生冲突。乐观锁则假设数据在操作过程中不会发生冲突，只在操作完成后才检查是否有冲突发生。

读写锁允许多个线程同时读取数据，但在写入数据时需要独占访问。读写锁通常适用于读操作远多于写操作的场景。

条件变量允许线程在满足某些条件之前挂起，当条件满足时，其他线程可以唤醒等待的线程。

并发集合

并发集合在设计时考虑了多线程环境下的操作，如ConcurrentHashMap通过分段锁（Segment Locking）提高了并发访问的性能。

CopyOnWrite容器在每次读操作时都会返回一个容器副本来保证数据的一致性，而写操作时会创建一个新的容器来保证线程安全。

BlockingQueue允许生产者和消费者在不同的线程中同时操作，它内部维护了一个队列结构，生产者将任务放入队列，消费者从队列中取出任务执行。

并发工具类

Phaser类似于CyclicBarrier，但它允许线程在执行过程中多次调用arrive()方法。

Exchanger允许两个线程交换数据，通常用于实现生产者-消费者模式。

FutureTask用于异步执行任务，并提供了一个get()方法来获取执行结果。

非阻塞算法

CAS操作利用了CPU的指令级并行特性，在多核处理器上能够提供高性能的无锁编程。

Atomic类提供了各种原子操作，如比较并交换、加减等。

无锁队列如ConcurrentLinkedQueue使用CAS操作确保了线程安全，避免了锁的使用。

并发框架

Netty使用主从多线程模型，Boss线程负责处理连接请求，Worker线程负责处理业务逻辑。

Akka的Actor模型允许将应用程序分解成多个独立的组件，每个组件负责处理特定的任务。

Disruptor使用环形缓冲区来提供高性能的并发队列，它通过内存屏障和CAS操作保证了线程安全。

MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式定义SQL映射，XML映射提供了更多的灵活性，而注解映射则更加简洁。

结果集映射是通过resultMap元素来定义的，它包含了SQL查询结果与Java对象的映射关系。

关联查询可以通过嵌套的resultMap来实现，或者使用@One、@Many注解来简化代码。

动态SQL

MyBatis的动态SQL通过Ognl表达式来实现，它支持对对象属性的访问、条件判断、循环等操作。

分支语句通过<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等标签来实现，它们可以嵌入到SQL语句中。

批量操作可以通过<foreach>标签来实现，它可以遍历集合，并构建相应的SQL语句。

缓存机制

一级缓存是SqlSession级别的缓存，每次执行查询操作时，MyBatis会首先检查缓存中是否存在结果。

二级缓存是全局缓存，多个SqlSession共享同一个缓存，它通过命名空间来区分不同的缓存。

自定义缓存可以通过实现Cache接口来实现，MyBatis使用代理模式来管理缓存，确保缓存的透明化。

MapperProxy插件

MyBatis使用Cglib或JDK动态代理技术来实现接口的动态代理，MapperProxy负责拦截接口的方法调用，并将请求转发到相应的SQL映射。

执行流程包括参数处理、执行器执行、结果集处理、映射结果等步骤。

SqlSession生命周期

SqlSession在创建时与数据库建立连接，执行数据库操作，并在关闭时释放资源。MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、BatchExecutor、ReuseExecutor等，它们在处理数据库操作时采用不同的策略。

延迟加载是MyBatis的一种优化技术，它可以在需要时才加载关联对象，减少内存消耗。

扩展机制

MyBatis的类型处理器负责处理Java类型和数据库类型之间的转换，拦截器链允许自定义拦截器，方言支持使得MyBatis能够支持不同的数据库。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细描述，我们可以看到这两个领域在技术和应用上的紧密联系。并发编程为MyBatis提供了执行SQL语句的基础，而MyBatis则利用并发编程的技术实现了高效的数据库操作。在实际开发中，结合这两个领域的知识，可以构建高性能、可扩展的Java应用程序。

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