并发编程与MyBatis知识精讲

📕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。

Java程序员廖志伟

🌾阅读前,快速浏览目录和章节概览可帮助了解文章结构、内容和作者的重点。了解自己希望从中获得什么样的知识或经验是非常重要的。建议在阅读时做笔记、思考问题、自我提问,以加深理解和吸收知识。阅读结束后,反思和总结所学内容,并尝试应用到现实中,有助于深化理解和应用知识。与朋友或同事分享所读内容,讨论细节并获得反馈,也有助于加深对知识的理解和吸收。💡在这个美好的时刻,笔者不再啰嗦废话,现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来,我将为大家呈现正文内容。

优快云

一、并发编程知识体系

在计算机科学中,并发编程是处理多个任务同时执行的技术,它涉及到操作系统、编程语言和算法等多个层面的知识。以下是对并发编程知识体系的详细解析,旨在提供专业且通俗易懂的描述,并补充技术实现细节。

线程基础

线程是并发编程中最基本的执行单元,它是操作系统能够进行运算调度的最小单位。以下是线程基础的几个关键点:

  • 线程生命周期:线程的生命周期包括创建(new Thread)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)、等待(Waiting)、超时等待(Timed Waiting)、终止(Terminated)等状态转变。在Java中,线程的生命周期可以通过Thread类的方法进行管理,例如start()启动线程,run()定义线程的执行内容,sleep()使线程暂停执行。

  • 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,高优先级的线程更有可能获得CPU时间。在Java中,可以通过setPriority()方法设置线程的优先级,优先级范围从1(最低)到10(最高)。

  • 守护线程:守护线程是服务其他线程的线程,当没有非守护线程在运行时,守护线程会自动终止。在Java中,可以使用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。

  • 线程池:线程池是一组预先创建的线程,用于执行多个任务。它管理线程的创建、回收和复用,提高性能。Java中,可以通过ExecutorService接口创建线程池,并使用submit()方法提交任务。

核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型
  • 核心参数配置:线程池的核心参数包括核心线程数(minThreads)、最大线程数(maxThreads)、线程活跃时间(keepAliveTime)等。这些参数影响线程池的性能。例如,核心线程数决定了线程池在没有任务时维护的线程数量。

  • 拒绝策略:当线程池达到最大容量时,拒绝策略决定如何处理新任务。常见的策略有CallerRunsPolicy(调用者运行策略)、AbortPolicy(抛出异常策略)、DiscardPolicy(丢弃策略)等。CallerRunsPolicy允许任务在调用者线程中运行,而AbortPolicy会抛出RejectedExecutionException异常。

  • 工作队列类型:工作队列是存放待执行任务的队列,常见的有LinkedBlockingQueue(链表阻塞队列)、ArrayBlockingQueue(数组阻塞队列)等。LinkedBlockingQueue基于链表实现,而ArrayBlockingQueue基于数组实现,具有不同的性能特点。

同步机制

同步机制确保多个线程访问共享资源时不会相互干扰,以下是一些常见的同步机制:

  • 悲观锁/乐观锁:悲观锁假定冲突很可能会发生,因此在操作数据前先加锁;乐观锁则假定冲突很少发生,只在操作数据后检查是否有冲突。在Java中,可以使用synchronized关键字实现同步锁,或者使用ReentrantLock等高级锁。

  • 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。Java中,可以通过ReadWriteLock接口实现读写锁。

  • 条件变量:条件变量允许线程在某些条件下暂停执行,直到其他线程通知它们。在Java中,可以使用Object类的wait()、notify()和notifyAll()方法实现条件变量。

并发集合

并发集合是为了支持多线程环境下的集合操作而设计的,以下是一些常用的并发集合:

  • ConcurrentHashMap:线程安全的HashMap实现,提供高效的并发访问。ConcurrentHashMap内部采用分段锁(Segment Locking)机制,将数据分为多个段,每个段有自己的锁。

  • CopyOnWrite容器:当容器中有大量读操作、少量写操作时,CopyOnWrite容器是一个很好的选择。在写操作时,CopyOnWrite容器会创建一个新的副本,从而保证读操作的一致性。

  • BlockingQueue:阻塞队列允许生产者和消费者线程在没有数据时等待,直到数据可用。在Java中,可以使用ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等实现。

并发工具类

一些并发工具类提供了高级的并发操作支持:

  • Phaser:用于协调多个线程的执行,类似于CyclicBarrier。Phaser允许线程在执行过程中注册阶段,并在每个阶段等待其他线程。

  • Exchanger:允许两个线程交换数据。在Java中,可以使用Exchanger接口实现线程间的数据交换。

  • FutureTask:表示异步计算的结果。FutureTask可以用来获取异步计算的结果,或者取消异步计算。

非阻塞算法

非阻塞算法允许线程在没有数据可用时立即释放CPU,以下是一些非阻塞算法:

  • CAS原理:Compare-And-Swap,是一种无锁算法,用于更新变量的值。在Java中,可以使用Atomic类实现CAS操作。

  • Atomic类:提供原子操作的类,如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类通过内部机制保证操作的原子性。

  • 无锁队列:无锁队列允许多个线程并发访问,而无需同步。在Java中,可以使用ConcurrentLinkedQueue等实现。

并发框架

一些并发框架提供了高级的并发编程抽象:

  • Netty线程模型:Netty使用主从多线程模型,提高了NIO服务器的性能。Netty中的BossGroup负责处理连接的建立,WorkerGroup负责处理读写操作。

  • Akka Actor模型:Akka提供了一种基于Actor的并发编程模型,适合构建高并发、高可用性的系统。Actor是轻量级的线程,通过消息传递进行通信。

  • Disruptor环形缓冲区:Disruptor使用环形缓冲区实现高效的并发数据流。Disruptor通过环形缓冲区和序列化机制,实现了高性能的并发数据流处理。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个流行的持久层框架,它简化了数据库操作,并提供了丰富的功能。以下是对MyBatis知识体系的详细解析,并补充技术实现细节。

SQL映射
  • 注解映射:使用注解直接在Java接口或实体类上定义SQL映射。MyBatis提供了多种注解,如@Select、@Insert、@Update、@Delete等,用于定义SQL操作。

  • 结果集映射:定义SQL查询结果的映射关系,包括字段名、类型等。MyBatis使用XML文件或注解来实现结果集映射。

  • 关联查询映射:处理多表关联查询,定义一对一、一对多等关系。MyBatis通过嵌套查询或关联查询来实现多表关联。

动态SQL
  • OGNL表达式:使用OGNL表达式动态构建SQL语句。OGNL是一种表达式语言,用于访问对象属性和执行运算。

  • 分支语句:根据条件动态选择不同的SQL片段。MyBatis使用 元素来实现分支语句。

  • 批量操作:支持批量插入、更新、删除等操作。MyBatis通过 元素实现批量操作。

缓存机制
  • 一级缓存:MyBatis在SqlSession级别提供一级缓存,用于缓存查询结果。一级缓存的作用域是SqlSession,当SqlSession关闭时,一级缓存也会被清空。

  • 二级缓存:MyBatis支持二级缓存,可以跨SqlSession持久化缓存数据。二级缓存的作用域是全局的,可以通过配置文件或注解来启用。

  • 自定义缓存:允许自定义缓存实现,适用于特殊场景。自定义缓存需要实现Cache接口,并重写相关方法。

代理模式
  • MapperProxy:MyBatis使用代理模式动态生成Mapper接口的代理实现。当调用Mapper接口的方法时,MyBatis会拦截这些方法调用,并执行相应的SQL操作。

  • 插件:MyBatis插件可以拦截SQL执行过程,进行扩展。插件需要实现Interceptor接口,并重写intercept()方法。

动态代理执行流程
  • SqlSession生命周期:SqlSession是MyBatis的核心接口,管理数据库会话。SqlSession的创建、使用和关闭过程遵循一定的生命周期。

  • 执行器类型:MyBatis提供多种执行器类型,如SimpleExecutor、BatchExecutor等。SimpleExecutor是单线程执行器,而BatchExecutor支持批量操作。

  • 延迟加载:MyBatis支持延迟加载关联对象。在查询主对象时,关联对象会被延迟加载,直到真正需要使用时才进行加载。

扩展机制
  • 类型处理器:MyBatis提供类型处理器,用于转换Java类型和数据库类型。类型处理器需要实现TypeHandler接口。

  • 拦截器链:MyBatis拦截器链允许拦截SQL执行过程,进行扩展。拦截器需要实现Interceptor接口。

  • 方言支持:MyBatis支持多种数据库方言,如MySQL、Oracle等。方言支持通过XML文件或注解来实现。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细解析,我们可以看到这两个领域之间存在着紧密的联系。并发编程是构建高效、可扩展系统的基础,而MyBatis则提供了持久层的解决方案。在实际应用中,合理运用这两个领域的知识,可以构建出高性能、高可用的系统。

优快云

📥博主的人生感悟和目标

Java程序员廖志伟

希望各位读者大大多多支持用心写文章的博主,现在时代变了,信息爆炸,酒香也怕巷子深,博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热,所以,赶紧动动你的小手,点波关注❤️,点波赞👍,点波收藏⭐,甚至点波评论✍️,都是对博主最好的支持和鼓励!

- 💂 博客主页Java程序员廖志伟
- 👉 开源项目Java程序员廖志伟
- 🌥 哔哩哔哩Java程序员廖志伟
- 🎏 个人社区Java程序员廖志伟
- 🔖 个人微信号SeniorRD

Java程序员廖志伟

📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累,我已经拥有了不错的写作技巧。同时,我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约,并将陆续出版。这些书籍包括了基础篇进阶篇、架构篇的📌《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》📌,以及📚《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》📚。具体出版计划会根据实际情况进行调整,希望各位读者朋友能够多多支持!

🔔如果您需要转载或者搬运这篇文章的话,非常欢迎您私信我哦~

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值