并发编程精髓

📕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）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、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。

💡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。

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一、并发编程知识体系

线程基础

在并发编程中，线程作为程序执行的最小单位，是实现并行计算和资源共享的关键。线程的独立性使得它们可以在不同的CPU核心上并行执行，从而提高程序的执行效率。线程的并行性使得多个线程可以同时进行操作，这在处理大量数据或执行耗时任务时尤为重要。线程的共享性使得线程可以访问同一块内存区域，这为线程间的通信和数据共享提供了便利。

线程生命周期

线程的生命周期是一个复杂的状态转换过程。在Java中，线程的生命周期包括以下几个状态：

1. 新建（New）：线程被创建但尚未启动。在这个阶段，线程的运行状态还未激活，需要通过调用start()方法来启动线程。
2. 就绪（Runnable）：线程被创建后，等待CPU调度。线程在就绪状态下，只要获得CPU资源，就可以开始执行。
3. 运行（Running）：线程被CPU调度执行。在运行状态下，线程正在执行它的任务。
4. 阻塞（Blocked）：线程因等待某个条件而暂停执行。例如，线程尝试获取一个被其他线程持有的锁时，就会进入阻塞状态。
5. 等待（Waiting）：线程因等待某个事件而暂停执行。线程在等待状态中不会主动释放CPU资源，只有在被唤醒时才会重新进入就绪状态。
6. 终止（Terminated）：线程执行完毕。线程在完成它的任务后，会进入终止状态，此时它不再占用任何系统资源。

线程优先级

线程优先级是操作系统用来决定线程执行顺序的一个参数。在Java中，线程优先级分为以下等级：

1. MAX_PRIORITY：最高优先级。
2. MIN_PRIORITY：最低优先级。
3. NORM_PRIORITY：默认优先级。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以提高应用程序的性能。通过重用已有的线程来执行任务，可以减少线程创建和销毁的开销，从而提高应用程序的响应速度和吞吐量。

线程池的核心参数配置包括：

1. 核心线程数：线程池中始终存在的线程数量，即使没有任务提交，这些线程也会一直运行。
2. 最大线程数：线程池中允许的最大线程数量，当任务数量超过核心线程数时，线程池会创建新的线程来执行任务。
3. 队列类型：用于存放等待执行的线程的队列类型，常见的队列类型有：LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。
4. 拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，如何处理新提交的任务，常见的拒绝策略有：CallerRunsPolicy、AbortPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy等。

工作队列类型

线程池的工作队列类型决定了等待执行的任务如何存储。不同的队列类型适用于不同的场景：

1. 队列：线程池中等待执行的线程被存储在队列中，这是最常用的队列类型。
2. 链表：线程池中等待执行的线程被存储在链表中，适用于任务提交和执行速度较快的场景。
3. 队列链表：结合了队列和链表的特点，适用于需要同时保证线程安全和高性能的场景。

同步机制

同步机制用于保证多个线程在访问共享资源时不会发生冲突，常见的同步机制包括：

1. 悲观锁：假设线程在访问共享资源时会发生冲突，因此在访问前先加锁。Java中常用的悲观锁有synchronized关键字和ReentrantLock类。
2. 乐观锁：假设线程在访问共享资源时不会发生冲突，因此在访问前不加锁，而是在修改数据时进行检查。Java中常用的乐观锁有CAS操作和Atomic类。
3. 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。Java中常用的读写锁有ReadWriteLock类。
4. 条件变量：线程在等待某个条件成立时，可以挂起自己，等待其他线程通知。Java中常用的条件变量是Condition接口。

并发集合

并发集合是一种线程安全的集合，可以保证多个线程在访问集合时不会发生冲突。常见的并发集合包括：

1. ConcurrentHashMap：基于分段锁的并发集合，可以提高并发访问的性能。
2. CopyOnWrite容器：在修改数据时，先复制原数据，然后修改复制品，最后将复制品赋值给原数据，适用于读多写少的场景。
3. BlockingQueue：线程安全的队列，可以用于线程间的通信，常见的阻塞队列有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

并发工具类

并发工具类用于简化并发编程，常见的并发工具类包括：

1. Phaser：用于协调多个线程的执行顺序，适用于需要按顺序执行多个任务的场景。
2. Exchanger：用于交换两个线程中的数据，适用于需要交换数据的场景。
3. FutureTask：用于表示异步计算的结果，适用于需要获取异步计算结果的场景。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种在多线程环境中，不使用锁或其他同步机制，而是通过原子操作来保证数据一致性的算法。常见的非阻塞算法包括：

1. CAS原理：Compare-And-Swap，比较并交换。CAS操作可以保证原子性，从而实现非阻塞算法。
2. Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类可以用于实现各种原子操作。
3. 无锁队列：线程安全的队列，不使用锁机制，可以保证线程安全。

并发框架

并发框架是一种提供并发编程解决方案的框架。常见的并发框架包括：

1. Netty：基于NIO的异步、事件驱动的网络应用框架，适用于高性能的网络编程。
2. Akka：一个基于Actor模型的并发框架，适用于构建高并发、高可用、高容错的应用程序。
3. Disruptor：一个高性能的环形缓冲区，适用于需要高吞吐量和低延迟的场景。

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。SQL映射包括以下内容：

1. 注解映射：使用注解来指定Java对象与数据库表的映射关系，例如@TableName、@Column等。
2. 结果集映射：将数据库表中的列映射到Java对象中的属性，例如resultMap标签。
3. 关联查询：将多个数据库表进行关联查询，并将查询结果映射到Java对象中，例如<association>标签。
4. 动态SQL：根据条件动态生成SQL语句，例如<if>、<choose>、<foreach>等标签。

OGNL表达式

OGNL表达式用于在MyBatis中动态生成SQL语句，包括以下内容：

1. 分支语句：根据条件执行不同的SQL语句，例如<if>标签。
2. 批量操作：批量插入、更新、删除数据，例如<foreach>标签。

缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，可以减少数据库访问次数，提高应用程序性能。缓存机制包括以下内容：

1. 一级缓存：默认缓存，用于缓存SqlSession级别的数据。
2. 二级缓存：用于缓存Mapper级别的数据，可以跨SqlSession共享。
3. 自定义缓存：自定义缓存实现，用于缓存特定数据。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现动态代理。代理模式包括以下内容：

1. MapperProxy：MyBatis的动态代理类，用于代理Mapper接口。
2. 插件：用于拦截MyBatis的执行过程，实现自定义功能。

执行流程

MyBatis的执行流程如下：

1. 创建SqlSession。
2. 获取Mapper接口的代理对象。
3. 调用Mapper接口的方法。
4. MyBatis生成SQL语句并执行。
5. 返回执行结果。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，其生命周期包括以下内容：

1. 创建SqlSession。
2. 使用SqlSession执行数据库操作。
3. 关闭SqlSession。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，包括：

1. SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL语句执行。
2. ReuseExecutor：重用执行器，适用于批量SQL语句执行。
3. BatchExecutor：批量执行器，适用于批量插入、更新、删除数据。

延迟加载

延迟加载是一种按需加载数据的技术，可以减少应用程序的内存消耗。MyBatis支持延迟加载，包括以下内容：

1. 级联加载：在加载父对象时，延迟加载子对象。
2. 集合加载：在加载父对象时，延迟加载集合中的对象。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，包括以下内容：

1. 类型处理器：用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。
2. 拦截器：用于拦截MyBatis的执行过程，实现自定义功能。
3. 方言支持：支持不同的数据库方言。

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