并发编程与MyBatis精髓

📕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，线程是程序执行的最小单元，它允许多个任务在同一时间被操作系统调度执行。线程的创建、运行和终止等基本概念构成了线程基础。线程的创建可以通过Java中的Thread类或Runnable接口实现。Thread类提供了丰富的线程控制方法，如start(), run(), sleep(), yield(), join()等。而Runnable接口则更为灵活，因为它不继承Object类，避免了Java中单继承的局限性。

线程生命周期

线程生命周期包括创建、就绪、运行、阻塞、等待和终止等状态。在Java中，线程的状态转换是自动进行的。例如，线程创建后进入就绪状态，当CPU分配给它时进入运行状态。如果线程需要等待某个资源，则进入阻塞状态。线程完成执行或被外部线程中断，则进入终止状态。

线程优先级

线程优先级决定了线程在多线程环境中的执行顺序。Java中的线程优先级分为1到10共10个等级，其中1为最低优先级，10为最高优先级。线程的默认优先级为5。线程优先级只是影响线程调度的一个因素，实际执行顺序还受到CPU调度算法的影响。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务。当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。在Java中，可以通过设置线程的isDaemon()方法来检查线程是否为守护线程，以及通过setDaemon(true)方法来将线程设置为守护线程。

线程池

线程池是管理一组线程的机制，它可以提高程序的性能和响应速度。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、工作队列类型、拒绝策略等。线程池可以避免频繁创建和销毁线程的开销，提高系统资源利用率。

拒绝策略

拒绝策略用于处理当线程池达到最大线程数时，无法再接纳新任务的情况。常见的拒绝策略有AbortPolicy（终止并抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行策略）、DiscardPolicy（丢弃任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃最旧的任务）等。

工作队列类型

工作队列是线程池中用于存放等待执行的任务的队列。常见的队列类型有LinkedBlockingQueue（链表阻塞队列）、ArrayBlockingQueue（数组阻塞队列）、PriorityBlockingQueue（优先级阻塞队列）和SynchronousQueue（同步队列）等。

同步机制

同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时可能出现的数据不一致问题。常见的同步机制有悲观锁、乐观锁、读写锁、条件变量等。

悲观锁/乐观锁

悲观锁和乐观锁是两种解决并发问题的策略。悲观锁假设并发访问会导致数据冲突，因此在访问共享资源前先加锁；乐观锁则假设并发访问不会导致数据冲突，因此在访问共享资源时采用版本号或时间戳等机制来检测冲突。

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。读写锁可以提高程序的性能，特别是在读操作远多于写操作的场景下。

条件变量

条件变量是一种线程间通信的机制，它允许线程在满足特定条件时等待，直到其他线程通知它继续执行。

并发集合

并发集合是Java提供的一组线程安全的集合类，包括ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是Java中一种线程安全的哈希表，它通过分段锁（Segment Locking）机制实现线程安全。分段锁将哈希表分成多个段，每个段有自己的锁，从而允许多个线程并发访问不同的段。

CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器是一种在写操作时复制整个容器副本的并发容器，适用于读操作远多于写操作的场景。每次写操作都会创建一个新的容器副本，而读操作则直接在副本上进行，从而避免了对共享资源的并发访问。

BlockingQueue

BlockingQueue是一种线程安全的队列，它支持生产者-消费者模型，常见的实现有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

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任务。

Phaser

Phaser是一种用于协调多个线程执行特定任务的并发工具，它支持线程间的协作和同步。Phaser类似于CyclicBarrier和CountDownLatch，但它提供了更灵活的同步机制。

Exchanger

Exchanger是一种线程间交换数据的并发工具，它允许两个线程在特定条件下交换数据。Exchanger常用于生产者-消费者模型中，实现线程间的数据交换。

FutureTask

FutureTask是一种表示异步计算结果的并发工具，它允许调用者提交一个任务，并获取该任务的执行结果。FutureTask实现了Future和Runnable接口，可以用于线程池或直接创建线程执行。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种在多线程环境中避免使用锁的算法，它通过原子操作和条件变量等机制实现线程安全。非阻塞算法可以提高程序的性能，特别是在高并发场景下。

CAS原理

CAS（Compare-And-Swap）是一种原子操作，它允许在多线程环境中安全地更新共享资源。CAS操作包含三个操作数：内存位置、预期值和新值。如果内存位置的值与预期值相等，则将内存位置的值更新为新值。

Atomic类

Atomic类是Java提供的一组原子操作类，包括AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。这些类提供了线程安全的变量操作，避免了使用锁的开销。

无锁队列

无锁队列是一种在多线程环境中不使用锁的队列实现，它通过CAS操作和循环队列等机制实现线程安全。无锁队列可以提高程序的性能，特别是在高并发场景下。

并发框架

并发框架是用于简化并发编程任务的框架，常见的有Netty、Akka、Disruptor等。

Netty线程模型

Netty是一种高性能的NIO框架，它采用主从多线程模型，将任务分配给多个线程并行处理。Netty通过事件驱动模型和线程池技术，实现了高性能的网络通信。

Akka Actor模型

Akka是一种基于Actor模型的并发框架，它将每个线程视为一个Actor，并通过消息传递实现线程间的通信。Akka提供了丰富的Actor操作，如创建Actor、发送消息、监听消息等。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor是一种基于环形缓冲区的并发框架，它通过无锁队列实现线程安全，并支持高并发场景。Disruptor通过环形缓冲区和事件处理器，实现了高效的并发处理。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能之一，它将Java对象与数据库表进行映射。SQL映射可以通过XML文件或注解来实现。XML映射提供了丰富的配置选项，如结果集映射、关联查询、动态SQL等。注解映射则通过在Java字段或方法上添加注解来指定映射关系，简化了配置过程。

注解映射

注解映射是MyBatis提供的一种将Java对象与数据库表进行映射的方式，它通过在Java字段或方法上添加注解来指定映射关系。常见的注解有@Select, @Insert, @Update, @Delete, @Result, @Results等。

结果集映射

结果集映射用于将数据库查询结果映射到Java对象。MyBatis支持多种结果集映射方式，如单列映射、多列映射、自定义映射等。单列映射将单列数据映射到Java对象的字段，多列映射将多列数据映射到Java对象的字段，自定义映射则允许用户自定义映射规则。

关联查询

关联查询用于处理多表之间的关系。MyBatis支持多种关联查询方式，如一对一、一对多、多对多等。一对一关联查询表示一个实体类与另一个实体类存在一对一的关系，一对多关联查询表示一个实体类与多个实体类存在一对多的关系，多对多关联查询表示多个实体类之间存在多对多的关系。

动态SQL

动态SQL是MyBatis提供的一种根据条件动态生成SQL语句的功能。它通过OGNL表达式和分支语句等机制实现动态SQL。OGNL表达式是一种表达式语言，用于在MyBatis中动态生成SQL语句。分支语句是一种根据条件动态生成SQL语句的机制，它允许在SQL映射文件中添加多个分支，并根据条件执行相应的SQL语句。

OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，它用于在MyBatis中动态生成SQL语句。OGNL表达式可以访问Java对象的属性、方法、静态方法等，并支持各种逻辑运算符和条件运算符。

分支语句

分支语句是一种根据条件动态生成SQL语句的机制，它允许在SQL映射文件中添加多个分支，并根据条件执行相应的SQL语句。分支语句通常与<choose>, <when>, <otherwise>等标签一起使用。

批量操作

批量操作是指一次性执行多个SQL语句，以提高数据库操作效率。MyBatis支持批量插入、批量更新和批量删除等操作。批量操作可以减少数据库访问次数，降低网络延迟，提高程序性能。

缓存机制

缓存机制是MyBatis提供的一种提高查询性能的机制。MyBatis支持一级缓存、二级缓存和自定义缓存。一级缓存是MyBatis在SqlSession级别提供的缓存机制，二级缓存是MyBatis在全局范围内提供的缓存机制，自定义缓存允许用户根据需求自定义缓存实现。

一级缓存

一级缓存是MyBatis在SqlSession级别提供的缓存机制，它缓存了从数据库查询到的数据。当同一个SqlSession再次查询相同的数据时，可以直接从缓存中获取，避免了数据库的重复查询。

二级缓存

二级缓存是MyBatis在全局范围内提供的缓存机制，它缓存了从数据库查询到的数据。当同一个Mapper接口在不同SqlSession中查询相同的数据时，可以从二级缓存中获取，避免了数据库的重复查询。

自定义缓存

自定义缓存允许用户根据需求自定义缓存实现，以适应不同的场景。自定义缓存需要实现org.apache.ibatis.cache.Cache接口，并在MyBatis配置文件中指定缓存实现类。

代理模式

代理模式是一种设计模式，它允许在目标对象的基础上添加额外的功能。MyBatis使用代理模式实现了Mapper接口的动态代理。动态代理允许在运行时创建代理对象，代理对象在执行方法前可以添加额外的逻辑。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis中用于实现Mapper接口动态代理的类。MapperProxy通过反射技术创建代理对象，并在代理对象中处理方法调用、参数绑定、结果映射等操作。

插件拦截

插件拦截是MyBatis提供的一种拦截器机制，它允许在执行SQL语句前后添加额外的逻辑。MyBatis插件需要实现org.apache.ibatis.plugin.Interceptor接口，并在MyBatis配置文件中指定插件实现类。

动态代理执行流程

动态代理执行流程是指MyBatis在执行Mapper接口方法时，如何通过动态代理来实现方法调用和拦截。当调用Mapper接口方法时，动态代理会拦截方法调用，并在执行方法前和执行方法后添加额外的逻辑。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它代表了与数据库的会话。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。创建SqlSession时，MyBatis会建立数据库连接，并在使用完成后关闭连接。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReusingExecutor和BatchExecutor等，它们分别适用于不同的场景。SimpleExecutor适用于单条SQL语句的执行，ReusingExecutor适用于预处理语句的重复执行，BatchExecutor适用于批量操作。

延迟加载

延迟加载是一种按需加载资源的技术，它可以在需要时才加载资源，以提高性能。在MyBatis中，延迟加载通常用于关联查询，即在查询主表数据时，暂时不查询关联表数据，直到需要使用关联表数据时才进行查询。

扩展机制

MyBatis提供了多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等，以适应不同的需求。类型处理器是MyBatis提供的一种将数据库类型转换为Java类型的机制。拦截器链是MyBatis提供的一种拦截器机制，它允许在执行SQL语句前后添加额外的逻辑。方言支持是MyBatis提供的一种根据数据库类型选择不同SQL方言的机制。

类型处理器

类型处理器是MyBatis提供的一种将数据库类型转换为Java类型的机制。MyBatis提供了多种内置的类型处理器，如IntegerTypeHandler、StringTypeHandler等。用户也可以自定义类型处理器，以满足特定的需求。

拦截器链

拦截器链是MyBatis提供的一种拦截器机制，它允许在执行SQL语句前后添加额外的逻辑。MyBatis提供了多种内置的拦截器，如ExecutorTypeInterceptor、ParameterHandlerInterceptor等。用户也可以自定义拦截器，以满足特定的需求。

方言支持

方言支持是MyBatis提供的一种根据数据库类型选择不同SQL方言的机制。MyBatis提供了多种内置的方言，如MySQL方言、Oracle方言等。用户也可以自定义方言，以满足特定的需求。

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之间存在着紧密的联系。并发编程为MyBatis提供了高效的数据处理能力，而MyBatis则通过SQL映射和缓存机制等特性，实现了对数据库的高效访问。在实际应用中，我们可以根据需求选择合适的并发编程技术和MyBatis功能，以达到最佳的性能和效果。

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