并发编程与MyBatis核心解析-优快云博客

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📕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

线程的实现机制因操作系统而异。在操作系统中，线程通常分为用户级线程和内核级线程。用户级线程由应用程序创建，由用户态的线程库管理，操作系统并不直接参与。内核级线程则由操作系统创建，操作系统负责调度和管理。

线程的调度算法多种多样，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、轮转调度（RR）等。在现代操作系统中，多采用时间片轮转调度算法，将CPU时间片分配给每个线程，以保证每个线程都能得到执行机会。

线程生命周期

线程的生命周期管理涉及线程的创建、销毁、暂停、恢复等操作。线程的创建可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来实现。线程的销毁可以通过调用stop()方法来实现，但这种方法已被废弃，因为可能导致数据不一致。

线程的阻塞状态可以分为几种类型，如对象等待（Object Monitor）、等待池（Wait Pool）、条件等待（Condition）等。线程的等待状态可以通过调用wait()、sleep()、join()等方法来实现。

线程优先级

线程优先级是线程调度的一个重要因素。在Java中，线程优先级分为四个等级：最低优先级、正常优先级、最高优先级和后台优先级。线程的优先级可以通过getPriority()和setPriority()方法获取和设置。

守护线程

守护线程通常用于执行一些不需要用户交互的后台任务，如垃圾回收、日志记录等。守护线程的创建方式与普通线程相同，但可以通过调用isDaemon()和setDaemon()方法来判断和设置线程的守护状态。

线程池

线程池是并发编程中常用的一种技术，它可以提高程序的性能和资源利用率。线程池通常由一组线程组成，这些线程可以被重用，避免了频繁创建和销毁线程的开销。

线程池的核心参数包括：

核心线程数：线程池中的核心线程数，即使没有任务提交，这些线程也会一直存在。
最大线程数：线程池中允许的最大线程数，当任务提交时，如果线程数不足，会创建新的线程。
存活时间：线程池中空闲线程的存活时间，超过这个时间后，空闲线程会被销毁。
队列类型：线程池的工作队列类型，常用的队列有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue等。

同步机制

同步机制是保证线程安全的关键技术。Java提供了多种同步机制，如synchronized关键字、ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等。

synchronized：Java中的synchronized关键字可以保证同一时刻只有一个线程可以访问同步代码块或同步方法。
ReentrantLock：ReentrantLock是Java 5引入的一种可重入的互斥锁，它提供了比synchronized更丰富的功能，如尝试锁定、中断锁定等。
Semaphore：Semaphore是一种信号量，它可以控制对共享资源的访问，允许多个线程同时访问资源，但总数不超过指定的数量。
CountDownLatch：CountDownLatch是一种同步辅助类，它可以允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。

并发集合

Java提供了多种并发集合，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedQueue等，它们在并发环境下提供线程安全。

ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap是Java中性能最好的并发HashMap实现，它通过分段锁（Segment Locking）技术实现了线程安全。
CopyOnWriteArrayList：CopyOnWriteArrayList是一种线程安全的List实现，它通过在每次修改操作时创建一个新的数组来保证线程安全。
ConcurrentLinkedQueue：ConcurrentLinkedQueue是一种线程安全的无界队列，它基于CAS操作实现线程安全。

并发工具类

Java提供了多种并发工具类，如Phaser、Exchanger、FutureTask等，它们可以方便地实现并发编程。

Phaser：Phaser是一种协调多个线程进度的工具类，它允许线程在某个点等待其他线程，直到所有线程都到达该点。
Exchanger：Exchanger是一种允许两个线程交换数据的工具类，它可以在两个线程之间建立一种交换机制。
FutureTask：FutureTask是一种异步计算任务，它可以在后台线程中执行计算，并提供计算结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是并发编程中常用的一种技术，它使用原子操作和并发工具类实现，如CAS操作、Atomic类等。

CAS原理：CAS（Compare-And-Swap）操作是一种原子操作，它可以在单个操作中比较和交换两个值。
Atomic类：Java提供了多种Atomic类，如AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等，它们提供了原子操作的方法，可以保证操作的原子性。
无锁队列：无锁队列是一种使用CAS操作实现的线程安全队列，它不需要使用锁机制，可以提供更高的并发性能。

并发框架

并发框架是并发编程的一种高级抽象，它提供了丰富的并发编程工具和库，如Netty、Akka、Disruptor等。

Netty线程模型：Netty使用主从多线程模型，将任务分配给多个工作线程，主线程负责接收和发送数据，工作线程负责处理业务逻辑。
Akka Actor模型：Akka是基于Actor模型的并发框架，它使用消息传递的方式来实现并发编程，每个Actor都是一个独立的线程，可以并发地处理消息。
Disruptor环形缓冲区：Disruptor是一种高性能的并发队列，它使用环形缓冲区来存储数据，并通过CAS操作实现线程安全，可以提供极高的并发性能。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过映射文件或注解将SQL语句与Java对象关联。映射文件通常以XML格式定义，而注解则直接写在Java接口或实体类上。

注解映射：MyBatis提供了多种注解来映射SQL语句，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。这些注解可以简化SQL映射的开发过程。
结果集映射：MyBatis通过<resultMap>元素来定义SQL查询结果与Java对象的映射关系，包括字段映射、类型处理器、关联查询等。
关联查询：MyBatis支持多种关联查询方式，如嵌套查询、联合查询、延迟加载等。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，允许根据条件动态生成SQL语句。动态SQL主要使用OGNL表达式和分支语句来实现。

OGNL表达式：OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，它可以用于动态生成SQL语句中的值。
分支语句：MyBatis支持if-else、choose-when-otherwise等分支语句，可以根据条件执行不同的SQL片段。

缓存机制

MyBatis提供一级缓存和二级缓存机制，可以有效地提高数据库访问性能。

一级缓存：一级缓存是会话级别的缓存，它存储同一个会话中的数据，当会话结束时，一级缓存会自动失效。
二级缓存：二级缓存是全局缓存，它存储不同会话中的数据，可以通过自定义缓存实现，支持缓存数据的持久化。

MapperProxy插件拦截动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理技术实现Mapper接口的代理，拦截方法执行。MapperProxy是MyBatis的动态代理实现，它通过拦截方法执行来处理SQL语句的执行。

MapperProxy：MapperProxy是MyBatis的动态代理实现，它通过代理对象调用方法，拦截器处理，执行原始方法。
插件拦截：MyBatis允许插件拦截SQL执行过程，如分页、日志等。
动态代理执行流程：代理对象调用方法，拦截器处理，执行原始方法。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心接口，用于执行数据库操作。SqlSession的生命周期管理包括创建、执行数据库操作、关闭等。

创建SqlSession：通过SqlSessionFactory创建SqlSession，SqlSessionFactory通常通过配置文件或注解方式创建。
执行数据库操作：使用SqlSession执行查询、更新等操作，如selectOne()、selectList()、update()、insert()等。
关闭SqlSession：关闭SqlSession，释放资源。

执行器类型

MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor等，它们在执行数据库操作时具有不同的性能特点。

SimpleExecutor：SimpleExecutor是MyBatis的默认执行器，它适用于小批量操作，每次执行数据库操作都会创建新的预处理语句。
ReuseExecutor：ReuseExecutor是重用预处理语句执行器，它适用于大量操作，可以减少预处理语句的创建和销毁开销。

延迟加载扩展机制

MyBatis支持延迟加载，允许在需要时才加载关联数据。延迟加载可以通过类型处理器、拦截器链、方言支持等方式实现。

类型处理器：类型处理器用于处理Java类型和数据库类型之间的转换，可以实现延迟加载。
拦截器链：拦截器链可以拦截SQL执行过程，如分页、日志等，可以实现延迟加载。
方言支持：MyBatis支持不同的数据库方言，可以通过方言支持实现延迟加载。

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技术在现代软件开发中的应用价值。掌握这些知识，能够帮助我们写出高效、安全的代码，提高软件的性能和可靠性。

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