并发编程与MyBatis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)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。

Java程序员廖志伟

🌾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。

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一、并发编程知识体系

线程基础

线程作为并发编程的核心,其实现细节涉及操作系统内核层面的调度和资源管理。在多核处理器上,线程的并发执行可以通过任务调度器来实现,它负责将CPU时间分配给各个线程。线程的资源共享特性使得多个线程可以访问同一个进程的内存空间,这要求操作系统对内存进行有效的管理,以避免竞态条件。

线程生命周期各状态的具体实现细节如下:

  • 新建(New):线程通过Thread类构造函数创建后,会进入新建状态,此时线程尚未启动。
  • 可运行(Runnable):线程被调度进入可运行状态后,操作系统会将其放入就绪队列等待执行。
  • 运行(Running):线程获得CPU时间片后开始执行,其执行状态由CPU的调度算法决定。
  • 阻塞(Blocked):线程由于等待某个资源(如锁)而无法继续执行,此时线程会进入阻塞状态,并释放CPU。
  • 等待(Waiting):线程在特定条件下(如调用Object.wait()方法)进入等待状态,直到其他线程调用Object.notify()Object.notifyAll()方法。
  • 超时等待(Timed Waiting):线程在等待时设置了一个超时时间,如果在该时间内条件未满足,则线程将进入超时等待状态。
  • 终止(Terminated):线程执行完毕或被其他线程终止后,将进入终止状态。

线程优先级在Java中通过一个整数表示,优先级高的线程更有可能被调度执行。线程优先级的具体实现依赖于操作系统的调度策略。

守护线程

守护线程的实现细节在于线程的设置。在Java中,可以通过调用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。守护线程的终止条件是当没有非守护线程在运行时,Java虚拟机将退出。

线程池

线程池的实现涉及对线程的创建、复用和销毁进行管理。在Java中,ThreadPoolExecutor类提供了线程池的实现,它允许用户配置核心线程数、最大线程数、存活时间、工作队列等参数。

线程池的拒绝策略和工作队列的类型具体实现如下:

  • 拒绝策略:当任务数量超过线程池的最大容量时,拒绝策略将决定如何处理新任务。不同的拒绝策略有不同的实现,如AbortPolicyCallerRunsPolicy等。
  • 工作队列:工作队列用于存放等待执行的任务。不同的工作队列有不同的实现,如LinkedBlockingQueueArrayBlockingQueue等。
同步机制

同步机制包括互斥锁、读写锁、条件变量等,它们的实现细节如下:

  • 互斥锁:互斥锁通过原子操作确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源。Java中的ReentrantLocksynchronized关键字都是互斥锁的实现。
  • 读写锁:读写锁允许多个线程同时读取资源,但写入时需要独占资源。Java中的ReentrantReadWriteLock是读写锁的实现。
  • 条件变量:条件变量允许线程在满足某些条件时等待,条件满足时被唤醒。Java中的Condition接口提供了条件变量的实现。
悲观锁/乐观锁

悲观锁和乐观锁的实现细节如下:

  • 悲观锁: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。Java中的synchronized关键字和ReentrantLock都是悲观锁的实现。
  • 乐观锁:乐观锁假设并发操作不会引发冲突,通过版本号或时间戳来检测冲突。Java中的AtomicIntegerAtomicLong等类提供了乐观锁的实现。
并发集合

并发集合的实现细节如下:

  • ConcurrentHashMapConcurrentHashMap通过分段锁(Segment Locking)实现线程安全,将数据分成多个段,每个段有自己的锁。
  • CopyOnWriteArrayListCopyOnWriteArrayList在每次修改操作时都会创建一个新的数组,从而保证线程安全。
BlockingQueue

BlockingQueue的实现细节如下:

  • LinkedBlockingQueueLinkedBlockingQueue基于链表实现,支持阻塞的插入和取出操作。
  • ArrayBlockingQueueArrayBlockingQueue基于数组实现,支持阻塞的插入和取出操作。
并发工具类

并发工具类如PhaserExchangerFutureTask等,它们的实现细节如下:

  • PhaserPhaser通过协调多个线程的执行,类似于CyclicBarrier,但其更灵活。
  • ExchangerExchanger用于在线程之间交换数据。
  • FutureTaskFutureTask表示异步计算的结果。
非阻塞算法

非阻塞算法如CAS、Atomic类、无锁队列等,它们的实现细节如下:

  • CAS(Compare-And-Swap):CAS操作通过原子指令实现无锁编程。
  • Atomic类Atomic类提供了原子操作的类,如AtomicIntegerAtomicLong等。
  • 无锁队列:无锁队列基于CAS原理实现,如ConcurrentLinkedQueue
并发框架

并发框架如Netty、Akka、Disruptor等,它们的实现细节如下:

  • Netty:Netty是一个基于NIO的高性能网络框架,其实现细节涉及事件驱动模型和异步编程。
  • Akka:Akka是一个基于Actor模型的并发框架,其实现细节涉及Actor系统的设计。
  • Disruptor:Disruptor是一个环形缓冲区,用于处理高并发场景,其实现细节涉及内存管理和数据结构设计。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis的SQL映射实现细节如下:

  • XML映射:MyBatis通过XML文件定义SQL映射,包括SQL语句和参数。
  • 注解映射:MyBatis通过注解简化映射过程,如@Select@Insert@Update@Delete等。
注解映射

MyBatis注解映射的实现细节如下:

  • @Select@Select注解用于定义查询语句。
  • @Insert@Insert注解用于定义插入语句。
  • @Update@Update注解用于定义更新语句。
  • @Delete@Delete注解用于定义删除语句。
结果集映射

MyBatis结果集映射的实现细节如下:

  • resultMapresultMap定义了SQL结果集与Java对象的映射关系。
  • @Results@Results注解用于定义映射关系。
关联查询

MyBatis关联查询的实现细节如下:

  • 一对一:一对一关联查询通过嵌套resultMap实现。
  • 一对多:一对多关联查询通过<collection>元素实现。
  • 多对多:多对多关联查询通过联合表实现。
动态SQL

MyBatis动态SQL的实现细节如下:

  • <if>元素用于条件判断。
  • <choose>元素用于条件分支。
  • <foreach>元素用于循环遍历。
  • <where>元素用于自动添加WHERE关键字。
OGNL表达式

OGNL表达式的实现细节如下:

  • #{}#{}用于获取参数值。
  • ${}${}用于获取参数值,不受预编译限制。
分支语句

MyBatis分支语句的实现细节如下:

  • 分支语句用于处理多条件查询。
批量操作

MyBatis批量操作的实现细节如下:

  • 批量操作包括批量插入、批量更新、批量删除等。
缓存机制

MyBatis缓存机制的实现细节如下:

  • 一级缓存:一级缓存是会话级别的缓存,默认开启。
  • 二级缓存:二级缓存是全局级别的缓存,需要手动开启。
自定义缓存

MyBatis自定义缓存的实现细节如下:

  • 自定义缓存通过实现Cache接口实现。
代理模式

MyBatis代理模式的实现细节如下:

  • MyBatis使用代理模式实现Mapper接口的动态代理。
MapperProxy

MapperProxy是MyBatis的动态代理实现,其实现细节如下:

  • MapperProxy用于代理Mapper接口。
插件拦截

MyBatis插件拦截的实现细节如下:

  • 插件拦截包括执行器拦截、类型处理器拦截等。
动态代理执行流程

MyBatis动态代理执行流程的实现细节如下:

  • MyBatis使用动态代理技术实现Mapper接口的代理。
SqlSession生命周期

SqlSession的生命周期实现细节如下:

  • 创建:通过SqlSessionFactory创建SqlSession
  • 使用:执行数据库操作。
  • 关闭:关闭SqlSession,释放资源。
执行器类型

MyBatis执行器类型的实现细节如下:

  • MyBatis提供多种执行器类型,如简单执行器、缓存执行器等。
延迟加载

MyBatis延迟加载的实现细节如下:

  • MyBatis支持延迟加载,将关联查询的结果延迟加载。
扩展机制

MyBatis扩展机制的实现细节如下:

  • MyBatis提供扩展机制,包括类型处理器、拦截器链、方言支持等。

总结

并发编程和MyBatis是Java开发中重要的知识体系。了解并发编程知识体系有助于提高程序的性能和稳定性,而掌握MyBatis知识体系可以提高开发效率。在实际项目中,我们需要根据具体需求选择合适的并发编程技术和MyBatis配置,以提高程序的性能和可维护性。

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