并发编程与MyBatis精粹

Java开发廖志伟

于 2025-07-09 12:14:53 发布

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分类专栏： Java场景面试宝典文章标签： Concurrent Programming Java MyBatis

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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。

🌾阅读前，快速浏览目录和章节概览可帮助了解文章结构、内容和作者的重点。了解自己希望从中获得什么样的知识或经验是非常重要的。建议在阅读时做笔记、思考问题、自我提问，以加深理解和吸收知识。阅读结束后，反思和总结所学内容，并尝试应用到现实中，有助于深化理解和应用知识。与朋友或同事分享所读内容，讨论细节并获得反馈，也有助于加深对知识的理解和吸收。💡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。

一、并发编程知识体系

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。
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。

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。
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。
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。
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）。
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。
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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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

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。
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。
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。
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。
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。
缓存机制 MyBatis提供了缓存机制，包括一级缓存和二级缓存。
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。
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。
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。
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。
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。
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：
创建MapperProxy实例。
调用MapperProxy的invoke方法。
MapperProxy根据方法名称查找对应的Mapper接口方法。
如果找到，则执行该方法，否则抛出异常。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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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