并发编程与MyBatis精要-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

1. 线程基础

在深入探讨线程的运作原理之前，我们首先需要理解操作系统的任务调度机制。线程的创建和管理涉及到操作系统内核层面的细节。在Java中，线程是通过java.lang.Thread类来实现的，它封装了操作系统级别的线程管理操作。

线程生命周期：线程的整个生命周期可以分为新建、就绪、运行、阻塞、等待、超时等待和终止七个状态。线程创建后进入新建状态，调用start()方法后进入就绪状态，操作系统会将其放入就绪队列等待调度。运行状态意味着线程正在执行，阻塞状态可能是因为等待某个资源或者执行了sleep()方法。等待状态和超时等待状态区别在于，等待状态是主动等待某个条件，而超时等待状态是设置了一个超时时间，超过这个时间后线程会从等待状态唤醒。线程执行完毕或调用stop()方法后进入终止状态。
线程优先级：线程优先级是操作系统用于调度线程的一种策略。在Java中，线程优先级分为1到10共十个等级，优先级高的线程有更大的机会获得CPU时间。线程的优先级可以通过Thread.getPriority()和Thread.setPriority()方法获取和设置。
守护线程：守护线程也称为后台线程，它服务的对象是其他非守护线程。当所有的非守护线程结束后，JVM会自动结束程序，此时守护线程也会随之结束。在Java中，可以通过调用Thread.setDaemon(true)将线程设置为守护线程。
线程池：线程池是线程管理的最佳实践之一。它允许我们创建一组可复用的线程来执行任务，而不是为每个任务都创建新的线程。线程池通过工作队列来管理任务的提交和线程的分配，如ThreadPoolExecutor类提供了丰富的线程池管理功能。

2. 核心参数配置

线程池的核心参数配置对于确保其高效运行至关重要。

核心线程数：核心线程数是指在线程池保持活跃状态下，始终存在的线程数量。这些线程会一直等待任务执行。
最大线程数：最大线程数是指在任务数量增加时，线程池可以创建的最大线程数。当任务数量超过核心线程数时，会创建新的线程来执行任务。
存活时间：线程池中空闲线程的存活时间是指线程在空闲状态下，可以被回收的时间。
工作队列：工作队列用于存放等待执行的任务，它可以是同步的也可以是异步的。常用的队列包括ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue等。
拒绝策略：当任务过多，无法被线程池处理时，会触发拒绝策略。Java提供了几种内置的拒绝策略，如AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy。

3. 同步机制

同步机制是并发编程中的关键技术，它确保了在多线程环境中，对共享资源的访问是安全的。

悲观锁/乐观锁：悲观锁假设在并发环境中一定会发生冲突，因此在操作资源之前先加锁。乐观锁则认为冲突很少发生，在操作资源时不加锁，而是在操作完成后检查是否有冲突。
读写锁：读写锁允许多个线程同时读取资源，但只允许一个线程写入资源。在ReentrantReadWriteLock中，多个读线程可以同时访问资源，写线程会独占资源。
条件变量：条件变量用于线程之间的通信，Object.wait()、Object.notify()和Object.notifyAll()方法是Java中实现条件变量通信的常用方法。

4. 并发集合

Java并发集合是为了解决多线程环境中数据结构的安全访问问题而设计的。

ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap是Java中高性能的并发HashMap实现，它通过分段锁技术确保线程安全。
CopyOnWriteArrayList：CopyOnWriteArrayList在写操作时会复制整个底层数组，从而避免多个线程同时修改同一份数组。

5. 并发工具类

Java并发工具类提供了更高级的并发操作能力。

Phaser：Phaser是一个灵活的线程同步工具，可以用于解决多线程协作的问题。
Exchanger：Exchanger允许两个线程交换数据。
FutureTask：FutureTask是一个可以用来异步执行任务并获取结果的类。

6. 非阻塞算法

非阻塞算法利用CAS操作实现无锁编程。

Atomic类：Atomic类提供了一系列原子操作，可以用于实现无锁编程。

7. 并发框架

并发框架提供了更高级的并发编程抽象和解决方案。

Netty：Netty是一个高性能的NIO客户端服务器框架，用于快速开发网络应用程序。
Akka：Akka是一个基于actor模型的并发框架，它允许开发人员构建高并发、高可用性的系统。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它简化了JDBC代码的开发。

1. SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能之一。

注解映射：MyBatis提供了多种注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，用于定义SQL语句。
结果集映射：MyBatis通过映射关系将Java对象和数据库表字段进行关联。
关联查询：MyBatis支持嵌套查询和关联查询，用于实现多表之间的数据操作。

2. 动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据不同的条件动态构建SQL语句。

OGNL表达式：OGNL表达式可以用于动态构建SQL条件。
分支语句：MyBatis提供了<if>、<choose>等标签用于动态构建分支语句。
批量操作：<foreach>标签可以用于实现批量操作。

3. 缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，可以提高查询效率。

一级缓存：一级缓存是本地缓存，只对当前线程可见。
二级缓存：二级缓存是分布式缓存，对多个线程可见。
自定义缓存：MyBatis允许通过实现Cache接口来自定义缓存。

4. 代理模式

MyBatis使用代理模式实现动态代理，拦截SQL执行过程。

MapperProxy：MapperProxy是MyBatis的代理实现类。
插件：通过实现Interceptor接口可以自定义插件，拦截SQL执行过程。

5. 执行流程

MyBatis的执行流程包括解析XML配置、构建SqlSource、构建MappedStatement、构建SqlSession、执行查询和处理结果集等。

6. 扩展机制

MyBatis提供了多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等。

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。
拦截器链：拦截器链用于拦截SQL执行过程，如日志、性能监控等。
方言支持：MyBatis支持不同的数据库方言，如MySQL、Oracle等。

知识点串联与应用

并发编程和MyBatis是现代软件开发中非常重要的两个领域，它们之间存在着紧密的联系。

并发编程为MyBatis提供了执行SQL操作的基础，如线程池的配置、同步机制等。
MyBatis提供了持久层解决方案，利用并发编程技术提高查询效率，如缓存机制、动态SQL等。

在实际应用中，我们可以根据业务需求合理配置线程池，使用并发集合和工具类提高性能，同时利用MyBatis的缓存机制和动态SQL功能简化开发。

总之，掌握并发编程和MyBatis知识体系，有助于我们构建高性能、可扩展的软件系统。

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