并发编程与MyBatis核心解析-优快云博客

📕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

线程是程序执行的最小单元，是操作系统能够进行运算调度的最小单位。在Java中，线程模型基于操作系统的原生线程（如Linux的pthread），通过Java虚拟机提供的线程API进行封装和管理。线程的生命周期管理涉及到底层操作系统的调度策略，包括创建、调度、同步、销毁等过程。

线程的创建通常使用Thread类或Runnable接口实现。在Java中，线程分为用户线程和守护线程。用户线程是应用程序的主线程，负责执行应用程序的主要任务；而守护线程是辅助线程，用于执行一些后台任务，如垃圾回收、日志记录等。在Java中，可以通过调用Thread.setDaemon(true)将线程设置为守护线程。

线程的生命周期包括以下状态：

新建（New）：线程对象被创建后，进入新建状态。此时线程还没有分配到CPU资源，无法开始执行。
就绪（Runnable）：线程获取到CPU资源，进入就绪状态。就绪状态的线程等待操作系统调度，准备开始执行。
运行（Running）：线程正在执行。运行状态的线程正在使用CPU资源执行任务。
阻塞（Blocked）：线程因等待某些资源（如锁、条件变量等）而无法执行。阻塞状态的线程需要等待某个条件成立或资源释放后才能恢复执行。
死亡（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止。死亡状态的线程不再占用系统资源，可以被回收。

线程优先级在Java中是一个整数，范围从1（最低优先级）到10（最高优先级）。线程优先级只能影响线程的调度顺序，但不能保证线程一定会被优先执行。线程优先级需要根据应用程序的具体需求进行设置，过度依赖线程优先级可能会导致系统性能下降。

线程同步机制

线程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问题，如数据不一致、死锁等。常见的同步机制包括：

锁（Lock）：锁是一种同步机制，用于控制对共享资源的访问。Java提供了ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock等锁的实现，用于保证线程安全。
信号量（Semaphore）：信号量是一种资源管理机制，用于限制对共享资源的访问数量。Java提供了Semaphore类实现信号量。
条件变量（Condition）：条件变量是一种线程间同步机制，用于实现线程间的等待和通知。Java提供了Condition接口实现条件变量。
原子操作（Atomic）：原子操作是一种无锁编程技术，用于保证操作的原子性。Java提供了AtomicInteger、AtomicLong等原子类。

线程池

线程池是一种管理线程的方式，可以复用已创建的线程，避免频繁创建和销毁线程的开销。线程池的核心参数配置包括：

核心线程数：线程池维护的最少线程数。核心线程数在系统资源允许的情况下尽可能设置得大一些，以提高系统吞吐量。
最大线程数：线程池维护的最大线程数。最大线程数应该根据系统资源和工作负载进行调整，避免系统资源耗尽。
队列类型：线程池中的任务队列类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。队列类型的选择取决于任务的特点和系统资源。
拒绝策略：当任务队列已满，且当前线程数达到最大线程数时，如何处理新提交的任务。拒绝策略可以是抛出异常、丢弃任务或调用拒绝处理函数。

并发集合

并发集合是专门为多线程环境设计的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。它们通过不同的方式保证线程安全，如使用分段锁、CAS算法等。

ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap是Java提供的一个线程安全的HashMap实现。它通过分段锁（Segment Lock）机制，将数据分为多个段，每个段有自己的锁。这样可以减少锁的竞争，提高并发性能。
CopyOnWriteArrayList：CopyOnWriteArrayList是一个线程安全的ArrayList实现。它通过在每次修改操作时创建一个新的数组副本，从而保证线程安全。这种方式适用于读多写少的场景。

并发工具类

并发工具类用于简化并发编程，如Phaser、Exchanger、FutureTask等。它们提供了一些高级的并发功能，如线程间协作、线程间通信等。

Phaser：Phaser是一个线程间协作的工具类，用于实现线程间的同步。它可以看作是一个可扩展的CyclicBarrier和CountDownLatch的组合。
Exchanger：Exchanger是一个线程间交换数据点的工具类。它可以用于实现线程间的数据交换，如生产者-消费者模型。
FutureTask：FutureTask是一个线程安全的任务类，用于异步执行任务。它可以获取任务执行的结果，并处理异常。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过映射文件将Java对象与数据库表进行映射，包括注解映射、XML映射等。

注解映射：MyBatis提供了注解方式定义SQL映射，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。这种方式简化了映射文件的编写，提高了开发效率。
XML映射：MyBatis通过XML文件定义SQL映射，包括SQL语句、参数映射、结果集映射等。这种方式具有更高的灵活性，但需要编写更多的XML文件。

结果集映射

MyBatis支持将查询结果映射到Java对象，包括基本类型、集合、对象等。结果集映射涉及以下技术：

结果映射：MyBatis通过resultMap元素定义结果集映射关系，包括字段映射、类型映射、关联映射等。
自动映射：MyBatis支持自动映射，将查询结果直接映射到Java对象属性。自动映射需要满足一定的条件，如字段名与属性名一致、字段类型与属性类型一致等。
类型处理器：MyBatis提供了类型处理器，用于处理自定义类型映射，如日期类型、枚举类型等。

关联查询

MyBatis支持关联查询，通过@One、@Many注解实现一对多、多对多关系。关联查询涉及以下技术：

一对一查询：通过@One注解实现一对一查询，查询结果映射到Java对象属性。
一对多查询：通过@Many注解实现一对多查询，查询结果映射到Java对象属性中的集合。
多对多查询：通过@Many注解实现多对多查询，查询结果映射到Java对象属性中的集合。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，通过<if>、<choose>、<foreach>等标签实现条件、分支、批量操作等。动态SQL涉及以下技术：

<if>标签：根据条件判断是否执行SQL片段。
<choose>标签：类似于if-else语句，根据条件判断执行不同的SQL片段。
<foreach>标签：遍历集合，生成批量操作SQL。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存、二级缓存和自定义缓存机制，用于提高查询性能。

一级缓存：MyBatis在同一个SqlSession中缓存查询结果，避免重复查询数据库。一级缓存默认开启，但可以被禁用。
二级缓存：MyBatis在同一个namespace中缓存查询结果，跨SqlSession共享缓存。二级缓存默认关闭，需要手动开启并配置。
自定义缓存：MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口自定义缓存策略。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口，通过MapperProxy代理类实现动态代理。动态代理技术可以减少重复代码，提高开发效率。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，通过实现Interceptor接口自定义拦截逻辑。插件拦截可以用于统计SQL执行时间、日志记录、分页处理等。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，用于执行数据库操作。其生命周期包括创建、使用、关闭等。SqlSession使用完毕后需要及时关闭，释放数据库连接资源。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReusingExecutor、BatchingExecutor等，用于提高数据库操作性能。

SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL语句执行。
ReusingExecutor：重用执行器，适用于批量SQL语句执行。
BatchingExecutor：批量执行器，适用于批量SQL语句执行，并支持批量更新和批量删除。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，在查询对象时，只加载对象的基本属性，其他关联属性在需要时再加载。延迟加载可以提高查询性能，但需要注意循环依赖问题。

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，用于定制化MyBatis。

类型处理器：MyBatis提供了类型处理器，用于处理自定义类型映射，如日期类型、枚举类型等。
拦截器链：MyBatis提供了拦截器链，用于拦截SQL执行过程中的各种操作，如执行前、执行后、异常处理等。
方言支持：MyBatis提供了方言支持，用于处理不同数据库的SQL差异。

通过以上知识点的串联，我们可以了解到并发编程和MyBatis在Java开发中的应用。在实际项目中，我们可以根据需求选择合适的并发机制和MyBatis功能，提高程序性能和可维护性。

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