并发编程与MyBatis深度解析-优快云博客

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📘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

并发编程是计算机科学中的一个核心领域，它涉及到如何在单个处理器上同时执行多个任务，以实现资源的高效利用和系统性能的优化。以下是对并发编程知识体系的深入解析，旨在提供技术实现细节，以增强文章的专业性和技术深度。

线程基础

线程是并发编程的基本执行单元，它是操作系统能够进行运算调度的最小单位。以下是线程相关的几个关键概念及其技术实现细节：

线程生命周期：线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞、等待和终止等状态。在Java中，线程的生命周期通过Thread类和Runnable接口来管理。线程创建后进入新建状态，调用start()方法进入就绪状态，就绪状态的线程等待CPU调度进入运行状态。运行状态的线程可能由于等待资源而进入阻塞状态，当条件满足时可以重新进入就绪状态。线程完成执行或被其他线程中断后进入终止状态。
线程优先级：线程优先级决定了线程在资源竞争时的优先级。在Java中，线程优先级通过Thread类中的getPriority()和setPriority()方法进行设置。操作系统根据优先级调度线程，但具体调度策略依赖于具体的操作系统实现。
守护线程：守护线程是一种在后台运行的线程，它不会阻止程序终止。在Java中，通过调用Thread类的setDaemon(true)方法可以将线程设置为守护线程。当所有非守护线程结束时，JVM将退出。
线程池：线程池是管理一组线程的集合，它可以有效控制线程的创建和销毁，提高程序性能。线程池通常使用ThreadPoolExecutor类实现，其核心参数包括核心线程数、最大线程数、空闲时间等。拒绝策略如CallerRunsPolicy、AbortPolicy等用于处理任务过多无法处理的情况。

核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型

线程池的核心参数配置对于性能至关重要。核心线程数决定了线程池在空闲时保留的最小线程数，最大线程数则决定了线程池可以创建的最大线程数。空闲时间用于决定线程在空闲时多久后被回收。

拒绝策略决定了当任务无法被线程池执行时的处理方式，如CallerRunsPolicy会尝试由调用者线程来执行该任务。

工作队列类型决定了任务如何存储，常用的队列类型包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue等。

同步机制

同步机制用于控制多个线程对共享资源的访问，以下是几种常见的同步机制及其实现细节：

悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发操作会引发冲突，因此在操作开始前就加锁。乐观锁则假设冲突很少发生，在操作过程中检查是否发生冲突。在Java中，synchronized关键字和ReentrantLock等提供了锁机制，而乐观锁可以通过CAS（Compare-And-Swap）算法实现。
读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但写入时需要独占锁。在Java中，ReentrantReadWriteLock提供了读写锁的实现。
条件变量：条件变量允许线程在某个条件不满足时等待，直到条件满足时被唤醒。在Java中，Condition接口提供了条件变量的实现。

并发集合

Java的并发集合类如ConcurrentHashMap，通过分段锁技术提高了并发性能。ConcurrentHashMap内部使用分段锁，将数据分为多个段，每个段有自己的锁，从而减少锁的竞争。

ConcurrentMap、CopyOnWrite容器、BlockingQueue

ConcurrentHashMap：通过分段锁技术实现线程安全，提高了并发性能。
CopyOnWrite容器：在写操作时复制整个底层数据结构，适用于读多写少的场景。
BlockingQueue：线程安全的队列实现，支持生产者-消费者模型，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。

并发工具类

Phaser：Phaser是一个灵活的同步工具，用于控制多个线程的执行顺序。
Exchanger：允许两个线程在某个点上交换数据。
FutureTask：代表异步计算的结果。

非阻塞算法

非阻塞算法通过无锁编程技术实现，如CAS算法。CAS算法通过原子操作来更新数据，确保操作的原子性。

CAS原理、Atomic类、无锁队列

CAS原理：CAS算法通过原子操作来更新数据，包括比较和交换。
Atomic类：提供了一系列原子操作类，如AtomicInteger、AtomicLong等。
无锁队列：基于CAS算法实现的线程安全队列。

并发框架

Netty线程模型：Netty使用主从多线程模型，提高了并发性能。
Akka Actor模型：基于消息传递的并发模型，每个Actor独立运行。
Disruptor环形缓冲区：一种高性能的并发队列实现。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个流行的持久层框架，它通过映射SQL语句与Java对象来简化数据库操作。以下是对MyBatis知识体系的深入解析，包括技术实现细节。

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式将SQL语句与Java对象进行映射。在XML映射中，可以使用元素定义结果集与Java对象的映射关系。在注解映射中，可以使用@Results、@Result等注解来定义映射关系。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态生成SQL语句。在XML映射中，可以使用、、、等标签来根据条件动态生成SQL片段。在注解映射中，可以使用@SelectProvider、@SqlProvider等注解来实现动态SQL。

缓存机制

MyBatis提供了两种缓存机制：一级缓存和二级缓存。

一级缓存：本地缓存，作用域为SqlSession。当同一个SqlSession执行相同的查询时，会从一级缓存中获取数据，而不是重新查询数据库。
二级缓存：全局缓存，作用域为应用程序。二级缓存可以在多个SqlSession之间共享数据，但需要手动配置和管理。

自定义缓存、代理模式

自定义缓存：自定义缓存实现可以通过实现Cache接口来实现，然后通过mybatis-config.xml文件进行配置。
代理模式：MyBatis使用代理模式实现Mapper接口，通过动态代理技术生成代理对象。

MapperProxy、插件、动态代理、执行流程

MapperProxy：MyBatis使用代理模式实现Mapper接口，通过CGLIB或JDK动态代理技术生成代理对象。
插件：MyBatis插件通过实现Interceptor接口来拦截数据库操作，实现自定义功能。
动态代理：MyBatis使用动态代理技术实现Mapper接口，动态生成代理对象。
执行流程：MyBatis的执行流程包括查询、处理、结果映射等步骤。在查询过程中，MyBatis会解析XML映射或注解映射，生成SQL语句，然后执行SQL语句并处理结果。

SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载

SqlSession生命周期：SqlSession从创建到销毁经历多个状态，包括打开、提交、回滚、关闭等。
执行器类型：MyBatis提供了多种执行器类型，如简单执行器、批处理执行器等，用于执行SQL语句。
延迟加载：MyBatis支持延迟加载，在需要时才加载关联数据，提高性能。

扩展机制、类型处理器、拦截器链、方言支持

扩展机制：MyBatis提供扩展机制，允许自定义插件和类型处理器。
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：MyBatis使用拦截器链来拦截数据库操作，实现自定义功能。
方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的深入解析，我们可以看到这两个领域之间的联系。并发编程技术可以应用于MyBatis框架中，提高数据库操作的并发性能。同时，MyBatis框架的设计也体现了并发编程的思想，如线程池、锁机制等。在实际应用中，结合并发编程和MyBatis技术，可以构建高性能、可扩展的数据库应用。

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