并发编程与MyBatis精髓

原创于 2025-08-07 12:13:41 发布 · 415 阅读

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#Concurrency # Java # Multi-threading

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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）、《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。

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Java程序员廖志伟

💡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

线程生命周期

线程的生命周期管理是并发编程的核心。在Java中，线程的生命周期管理主要通过Thread类及其内部状态转换来实现。以下是线程生命周期各个阶段的技术实现细节：

新建（New）：通过调用Thread类的构造函数创建线程对象时，线程处于新建状态。此时，线程对象尚未启动，也没有分配系统资源。
就绪（Runnable）：当线程对象调用start()方法后，线程将进入就绪状态。此时，线程已经准备好执行，但CPU调度尚未分配给它。
运行（Running）：当CPU调度器选择该线程执行时，线程进入运行状态。Java虚拟机此时会为线程分配时间片，线程将执行其run()方法。
阻塞（Blocked）：线程在执行过程中，可能会因为等待某些资源（如锁）而进入阻塞状态。此时，线程将释放CPU资源，等待资源被释放。
等待（Waiting）：线程调用Object类的wait()方法或join()方法，或者通过指定等待时间调用Thread类的sleep()方法时，将进入等待状态。线程在等待某个条件成立时才会被唤醒。
超时等待（Timed Waiting）：线程调用Thread类的sleep(long millis)或sleep(long millis, int nanos)方法时，将进入超时等待状态。线程将在指定的时间内等待，如果条件成立则被唤醒，否则继续等待。
终止（Terminated）：线程执行完毕或被stop()方法强制终止后，进入终止状态。此时，线程不再占用任何系统资源。

线程优先级

线程优先级在Java中通过Thread类中的getPriority()和setPriority()方法进行设置。线程优先级分为以下级别：

最低优先级：线程优先级最低，通常为1。
最低优先级+1：线程优先级比最低优先级高一级，通常为2。
...
最高优先级：线程优先级最高，通常为10。

线程优先级并不能保证线程一定会被优先执行，而是表示线程在CPU调度时的优先级。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它不会阻塞程序的主线程。当所有非守护线程结束时，程序会自动退出。在Java中，可以通过调用Thread类的setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以提高程序的性能和响应速度。在Java中，可以使用ExecutorService接口及其实现类（如ThreadPoolExecutor）来创建线程池。以下是线程池的核心参数配置的技术实现细节：

核心线程数：线程池中维护的线程数，当线程数小于核心线程数时，会创建新的线程来处理任务。
最大线程数：线程池中允许的最大线程数，当任务数量超过核心线程数时，会创建临时线程来处理任务。
工作队列：保存等待执行的任务队列，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
拒绝策略：当任务无法被线程池执行时，采取的策略，如AbortPolicy、CallerRunsPolicy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，以确保数据的一致性和线程安全。以下是几种常见的同步机制的技术实现细节：

悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发操作会引发冲突，因此对共享资源进行加锁；乐观锁假设并发操作不会引发冲突，因此仅在检测到冲突时才进行加锁。在Java中，可以使用synchronized关键字、ReentrantLock类等实现悲观锁；使用Atomic类、CAS操作等实现乐观锁。
读写锁：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。在Java中，可以使用ReentrantReadWriteLock类实现读写锁。
条件变量：条件变量用于线程间的通信，线程可以等待某个条件成立，然后被唤醒。在Java中，可以使用Object类的wait()、notify()、notifyAll()方法，或者使用ReentrantLock类的newCondition()方法实现条件变量。

并发集合

并发集合是线程安全的集合类，它们在内部实现了同步机制，以确保线程安全。以下是几种常见的并发集合的技术实现细节：

ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap采用分段锁（Segment Locking）机制，将数据分成多个段，每个段使用独立的锁来控制并发访问。在Java中，可以使用ConcurrentHashMap来实现线程安全的HashMap。
CopyOnWrite容器：CopyOnWrite容器在读取时返回元素的快照，适用于读多写少的场景。在Java中，可以使用CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet等实现CopyOnWrite容器。

并发工具类

并发工具类提供了许多方便的并发操作工具，例如：

Phaser：Phaser用于协调多个线程的执行，可以用于实现计数器、屏障等功能。在Java中，可以使用Phaser类实现Phaser。
Exchanger：Exchanger用于在线程间交换数据，可以用于实现生产者-消费者模式。在Java中，可以使用Exchanger类实现Exchanger。
FutureTask：FutureTask用于异步执行任务，可以获取异步执行的结果。在Java中，可以使用FutureTask类实现FutureTask。

非阻塞算法、CAS原理、Atomic类

非阻塞算法和CAS原理是并发编程中的关键技术，它们用于实现无锁编程。以下是相关知识点的技术实现细节：

非阻塞算法：非阻塞算法通过原子操作实现无锁编程，可以避免锁的开销和竞争。在Java中，可以使用Atomic类、Volatile关键字等实现非阻塞算法。
CAS原理：CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁算法，通过比较内存中的值和预期值，如果相等则将内存中的值替换为新值。在Java中，可以使用Atomic类中的compareAndSet()方法实现CAS操作。
Atomic类：Atomic类提供原子操作的类，例如AtomicInteger、AtomicLong等。在Java中，可以使用Atomic类实现原子操作。

并发框架

并发框架提供了更高层次的并发编程抽象，例如：

Netty：Netty是一个高性能的NIO框架，用于构建网络应用。在Netty中，可以使用Channel、EventLoopGroup、ChannelPipeline等组件实现网络通信。
Akka：Akka是一个基于Actor模型的并发框架，适用于构建分布式系统。在Akka中，可以使用Actor、ActorSystem、Dispatcher等组件实现Actor模型。
Disruptor：Disruptor是一个高性能的环形缓冲区，用于处理高并发数据。在Disruptor中，可以使用RingBuffer、Sequence等组件实现环形缓冲区。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心概念，它将Java对象与数据库表进行映射。以下是SQL映射的相关知识点的技术实现细节：

注解映射：MyBatis使用注解来映射Java对象与数据库表之间的关系。例如，使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解来定义SQL语句。
结果集映射：MyBatis使用结果集映射将查询结果映射到Java对象。例如，使用@Results、@Result等注解来定义结果集映射。
关联查询：MyBatis使用关联查询来处理多表关联查询。例如，使用@One、@Many等注解来定义关联关系。

动态SQL

动态SQL允许在运行时动态构建SQL语句。以下是动态SQL的相关知识点的技术实现细节：

OGNL表达式：OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于动态构建SQL语句。在MyBatis中，可以使用OGNL表达式来访问Java对象的属性。
分支语句：MyBatis使用if、choose、when、otherwise等标签来根据条件动态选择SQL语句。
批量操作：MyBatis使用标签来执行批量操作，例如批量插入、批量更新等。

缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，以提高数据库操作的效率。以下是缓存机制的相关知识点的技术实现细节：

一级缓存：SqlSession级别的缓存，用于缓存查询结果。当SqlSession关闭时，一级缓存将失效。
二级缓存：全局缓存，用于缓存查询结果。当SqlSession关闭时，二级缓存仍然有效。
自定义缓存：MyBatis支持自定义缓存实现，可以使用org.apache.ibatis.cache.Cache接口来实现自定义缓存。

代理模式、插件、拦截器

MyBatis使用代理模式、插件和拦截器来实现扩展机制。以下是相关知识点的技术实现细节：

代理模式：MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口的调用。当调用Mapper接口的方法时，MyBatis将动态生成代理对象来拦截调用。
MapperProxy：MyBatis的代理实现，用于拦截Mapper接口的调用。当调用Mapper接口的方法时，MapperProxy将拦截调用并执行相应的SQL语句。
插件：MyBatis支持自定义插件，用于扩展MyBatis的功能。可以通过实现org.apache.ibatis.plugin.Interceptor接口来实现自定义插件。
拦截器：MyBatis使用拦截器来拦截MyBatis的执行过程，用于实现自定义逻辑。可以通过实现org.apache.ibatis.plugin.Interceptor接口来实现自定义拦截器。

执行流程、SqlSession生命周期、执行器类型

以下是MyBatis的执行流程、SqlSession生命周期和执行器类型的相关知识点的技术实现细节：

执行流程：MyBatis的执行流程包括解析配置、构建SQL语句、执行SQL语句、处理结果集等。在解析配置阶段，MyBatis将读取XML配置文件或注解配置；在构建SQL语句阶段，MyBatis将根据配置生成SQL语句；在执行SQL语句阶段，MyBatis将执行SQL语句并返回结果集；在处理结果集阶段，MyBatis将处理结果集并返回Java对象。
SqlSession生命周期：SqlSession是MyBatis的核心对象，它管理数据库连接、事务等。当创建SqlSession时，MyBatis会建立数据库连接并开启事务；当关闭SqlSession时，MyBatis会提交或回滚事务并关闭数据库连接。
执行器类型：MyBatis提供了多种执行器类型，例如SimpleExecutor、BatchExecutor等。SimpleExecutor是MyBatis默认的执行器，它逐个执行SQL语句；BatchExecutor可以将多个SQL语句合并为一个批量操作，提高性能。

类型处理器、拦截器链、方言支持

以下是MyBatis的类型处理器、拦截器链和方言支持的相关知识点的技术实现细节：

类型处理器：MyBatis使用类型处理器将Java类型转换为数据库类型。例如，IntegerTypeHandler用于处理Java中的Integer类型和数据库中的INT类型。
拦截器链：MyBatis使用拦截器链来拦截MyBatis的执行过程，用于实现自定义逻辑。例如，可以创建一个拦截器来记录SQL执行时间。
方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，例如MySQL、Oracle等。可以通过在MyBatis配置文件中指定数据库方言来使用不同的数据库特性。

总结

并发编程和MyBatis是现代软件开发中不可或缺的技术。通过深入理解并发编程和MyBatis的知识体系，我们可以更好地构建高效、安全的系统。本文对并发编程和MyBatis的相关知识点进行了详细解析，希望对您有所帮助。

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