📕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
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线程基础 在Java中,线程是通过Thread类和Runnable接口实现的。线程的创建主要有两种方式:继承Thread类和实现Runnable接口。线程的生命周期管理涉及到线程状态的转换,这需要开发者对Java内存模型(JMM)和线程调度有深入的理解。
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线程生命周期 线程状态转换涉及到多个操作系统的原子操作,例如线程的创建、阻塞、唤醒等。Java线程状态转换的具体流程如下:
- 新建(New):线程对象被创建后处于该状态,此时线程还没有启动。
- 就绪(Runnable):线程已经准备好执行,等待CPU的调度。
- 运行(Running):线程被调度到CPU上执行。
- 阻塞(Blocked):线程因等待某个资源或条件而无法执行。
- 等待(Waiting):线程在特定条件下等待其他线程的唤醒。
- 超时等待(Timed Waiting):线程在特定条件下等待一定时间后自动唤醒。
- 终止(Terminated):线程执行完毕或被终止。
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线程优先级 线程优先级通过Thread类中的getPriority()和setPriority()方法获取和设置。Java中线程优先级分为1-10级,优先级高的线程有更高的执行机会。需要注意的是,线程优先级并不保证线程一定会先执行,而是提供了一种概率上的倾向。
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守护线程 守护线程是服务其他线程的线程,当所有非守护线程结束时,程序也就结束了,即守护线程会随着主线程的结束而结束。在Java中,可以通过设置线程的isDaemon()方法将线程设置为守护线程。
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线程池 线程池是一种管理线程的方法,它可以提高应用程序的性能。线程池的核心参数包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间、任务队列和拒绝策略。线程池内部通过工作队列和拒绝策略来处理任务的提交和执行。
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拒绝策略 当线程池中的线程数量达到最大值时,拒绝策略会决定如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略有:CallerRunsPolicy(调用者运行策略)、AbortPolicy(终止策略)、DiscardPolicy(丢弃策略)和DiscardOldestPolicy(丢弃最老策略)。
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工作队列类型 工作队列是线程池中用于存放任务的队列,常见的队列类型有:LinkedBlockingQueue(链表阻塞队列)、ArrayBlockingQueue(数组阻塞队列)、SynchronousQueue(同步队列)等。
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同步机制 同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时可能出现的问题,常见的同步机制有:
- 悲观锁/乐观锁:悲观锁假设并发访问共享资源时会发生冲突,因此在访问共享资源之前先加锁。乐观锁假设并发访问共享资源时不会发生冲突,因此在访问共享资源时使用版本号等机制来检测冲突。
- 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。
- 条件变量:条件变量用于在线程之间传递信号,使线程在满足特定条件时进行等待或通知。
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并发集合 并发集合是专门为多线程环境设计的集合,常见的并发集合有:ConcurrentHashMap(线程安全的HashMap)、CopyOnWriteArrayList(线程安全的CopyOnWriteArrayList)等。
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ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap是Java中常用的线程安全集合,它通过分段锁(Segment Locking)机制实现线程安全。ConcurrentHashMap内部维护了一个Segment数组,每个Segment是一个哈希表,线程访问不同Segment时可以并发进行。
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CopyOnWrite容器 CopyOnWrite容器在写操作时复制整个容器,读操作时直接返回容器快照,适用于读多写少的场景。在CopyOnWriteArrayList中,当进行写操作时,会创建一个新的数组,然后将新元素添加到新数组中,最后将原数组指向新数组。
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BlockingQueue BlockingQueue是线程安全的队列,支持生产者-消费者模型,常见的阻塞队列有:LinkedBlockingQueue(链表阻塞队列)、ArrayBlockingQueue(数组阻塞队列)等。
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并发工具类 并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等,它们提供了一些并发编程的实用功能。
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Phaser Phaser是一个线程同步工具,它允许线程在执行过程中进行阶段性的同步。Phaser内部维护了一个计数器,线程在执行过程中会根据计数器的值进行同步。
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Exchanger Exchanger允许两个线程在交换数据后继续执行。当两个线程都到达Exchanger处时,它们会交换数据,然后继续执行。
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FutureTask FutureTask是线程池中的任务,它封装了异步执行的结果。FutureTask内部维护了一个Future对象,用于获取异步执行的结果。
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非阻塞算法 非阻塞算法是指在多线程环境中,线程之间不通过锁或其他同步机制来保证数据一致性,而是通过其他机制(如CAS)来实现。
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CAS原理 CAS(Compare-And-Swap)是一种无锁算法,它通过比较内存中的值与预期值,如果相同,则将内存中的值更新为新的值。
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Atomic类 Atomic类是Java并发包中提供的一系列原子操作类,如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类内部使用了CAS原理来保证操作的原子性。
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无锁队列 无锁队列是一种不依赖于锁的线程安全队列,它通过CAS原理实现线程安全。在无锁队列中,线程之间通过CAS操作来保证数据的正确性和一致性。
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并发框架 并发框架是用于简化并发编程的工具,常见的并发框架有:
- Netty线程模型:Netty是Java中高性能的网络通信框架,其线程模型采用主从多线程模型,即一个Boss线程负责接收连接,多个Worker线程负责处理业务逻辑。
- Akka Actor模型:Akka是一个基于Actor模型的并发框架,它将并发编程抽象为Actor之间的消息传递。
- Disruptor环形缓冲区:Disruptor是一个高性能的并发框架,它使用环形缓冲区来存储数据,并通过环形缓冲区中的事件处理器来处理数据。
二、MyBatis知识体系
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SQL映射 SQL映射是MyBatis中用于将Java对象映射到数据库表的关键技术,它包括注解映射、XML映射和混合映射。
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注解映射 注解映射是使用注解来定义SQL映射,简化了XML配置。常见的注解有@Select、@Insert、@Update、@Delete等。
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结果集映射 结果集映射用于将数据库查询结果映射到Java对象。在MyBatis中,可以使用@Result、@Results等注解来定义结果集映射。
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关联查询 关联查询用于处理多表之间的关系,MyBatis提供了多种关联查询方式,如一对一、一对多、多对多等。在MyBatis中,可以使用@One、@Many等注解来定义关联查询。
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动态SQL 动态SQL用于根据条件动态生成SQL语句,MyBatis提供了多种动态SQL技术,如OGNL表达式、分支语句、批量操作等。在MyBatis中,可以使用 、 、 等标签来编写动态SQL。
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缓存机制 MyBatis提供了缓存机制,包括一级缓存和二级缓存。
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一级缓存 一级缓存是SqlSession级别的缓存,用于缓存查询结果。当同一个SqlSession查询相同的数据时,可以直接从缓存中获取结果,从而提高查询效率。
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二级缓存 二级缓存是全局缓存,用于缓存不同SqlSession的查询结果。二级缓存可以跨SqlSession共享,从而提高整个应用程序的查询效率。
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自定义缓存 MyBatis允许用户自定义缓存,通过实现Cache接口来实现。自定义缓存可以结合缓存框架(如Redis)来提高缓存性能。
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代理模式 MyBatis使用代理模式来处理SQL映射,通过MapperProxy来代理Mapper接口。代理模式可以降低系统的耦合度,提高代码的可维护性。
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插件拦截 MyBatis插件拦截器可以拦截MyBatis的执行流程,用于实现自定义功能。常见的拦截器有:ExecutorInterceptor、StatementHandlerInterceptor、ResultSetHandlerInterceptor等。
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动态代理执行流程 MyBatis使用动态代理技术来实现Mapper接口的代理,动态代理执行流程如下:
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创建MapperProxy实例。
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调用MapperProxy的invoke方法。
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MapperProxy根据方法名称查找对应的Mapper接口方法。
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如果找到,则执行该方法,否则抛出异常。
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SqlSession生命周期 SqlSession是MyBatis的核心对象,它负责管理数据库连接、事务和查询等操作。SqlSession的生命周期通常与数据库会话相对应,其创建和销毁需要谨慎处理。
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执行器类型 MyBatis提供了多种执行器类型,如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等。不同的执行器类型在执行效率、性能等方面有所不同,开发者可以根据实际情况选择合适的执行器类型。
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延迟加载 延迟加载是指在实际需要时才进行加载,MyBatis提供了延迟加载机制。在MyBatis中,可以通过@Lazy注解来实现延迟加载。
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扩展机制 MyBatis提供了扩展机制,如类型处理器、拦截器链、方言支持等。
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类型处理器 类型处理器用于将数据库类型转换为Java类型。在MyBatis中,可以通过实现TypeHandler接口来实现自定义类型处理器。
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拦截器链 拦截器链用于拦截MyBatis的执行流程,如查询拦截器、更新拦截器等。通过拦截器链,可以实现对MyBatis执行流程的扩展和定制。
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方言支持 方言支持是指MyBatis支持多种数据库方言,如MySQL、Oracle等。通过方言支持,可以方便地在不同数据库之间进行切换。
总结 本文详细介绍了并发编程和MyBatis的知识体系,从线程基础、线程池、同步机制、并发集合等方面阐述了并发编程的核心概念,并介绍了MyBatis的SQL映射、动态SQL、缓存机制、代理模式等关键技术。通过本文的学习,读者可以更好地理解并发编程和MyBatis的原理,为实际开发提供有力支持。
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