并发编程核心知识

📕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

线程作为并发编程的核心，其实现细节涉及到操作系统的调度策略和内存管理。

• 线程生命周期：在Java中，线程的生命周期管理是通过线程对象的状态来实现的。每个线程的状态转换都遵循特定的规则，例如，一个线程从新建状态转换为就绪状态，需要通过调用start()方法，此时线程会被加入到线程池中，并等待CPU资源的分配。

• 线程优先级：线程优先级在Java中是通过Thread类中的getPriority()和setPriority()方法来设置的。操作系统根据线程的优先级和线程调度算法来决定哪个线程应该先执行。

• 守护线程：守护线程的实现依赖于线程的设置，通过调用setDaemon(true)可以将一个线程设置为守护线程。在JVM关闭时，如果还有非守护线程正在运行，JVM会强制停止这些线程。

• 线程池：线程池的实现涉及到对线程的创建、销毁、复用和队列管理。在Java中，ThreadPoolExecutor类是线程池的核心实现，它提供了对线程池的创建、配置和管理。

• 拒绝策略：拒绝策略的实现依赖于线程池的构造函数参数，如ThreadPoolExecutor可以接受一个RejectedExecutionHandler参数来指定拒绝策略。

同步机制

同步机制是并发编程中防止数据竞争的关键，其实现细节包括：

• 悲观锁/乐观锁：悲观锁的实现通常依赖于synchronized关键字或者Lock接口。在Java中，ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock是常用的锁实现。乐观锁则依赖于版本号或者时间戳，通过CAS操作来实现。

• 读写锁：读写锁的实现允许多个线程同时读取数据，但写入时需要独占锁。Java中的ReadWriteLock接口提供了读写锁的实现。

• 条件变量：条件变量的实现依赖于Object类中的wait()、notify()和notifyAll()方法。这些方法允许线程在某些条件不满足时挂起，并在条件满足时被唤醒。

并发集合

Java的并发集合实现通常依赖于内部锁机制和高效的并发算法。

• ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap的实现基于分段锁技术，将数据分成多个段，每个段有自己的锁，从而允许多个线程并发访问。

• CopyOnWriteArrayList：CopyOnWriteArrayList在每次修改操作时都会复制整个底层数组，从而避免并发修改问题。

Concurrent工具类

Java并发包中的工具类提供了多种并发编程的解决方案。

• Phaser：Phaser是一个灵活的同步工具，它可以控制多个线程的执行顺序，实现复杂的并发控制。

• Exchanger：Exchanger允许两个线程在某个点上交换数据，这在需要数据交换的场景中非常有用。

• FutureTask：FutureTask是一个可以异步执行任务并获取结果的类，它实现了Future接口。

并发框架

并发框架提供了更高级别的并发编程抽象。

• Netty：Netty是一个基于NIO的框架，它提供了高性能的异步事件驱动的网络应用程序开发工具。Netty内部使用了线程池、事件循环和缓冲区等技术。

• Akka Actor模型：Akka是基于actor模型的并发框架，它允许开发者以声明式的方式编写高并发、高可用性的应用程序。Akka内部使用消息传递和容错机制来实现actor之间的通信。

• Disruptor：Disruptor是一个高性能的并发框架，它使用环形缓冲区和CAS操作来实现无锁的并发编程。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis的SQL映射实现依赖于XML配置和注解。

• 注解映射：MyBatis提供了多种注解来定义SQL语句，如@Select、@Insert、@Update和@Delete。

• 结果集映射：结果集映射定义了Java对象与数据库表之间的映射关系，包括字段映射、类型映射和关联映射。

• 关联查询：关联查询的实现依赖于联合查询或者嵌套查询，MyBatis提供了 和 标签来定义关联关系。

动态SQL

MyBatis的动态SQL通过Ognl表达式和XML标签来实现。

• OGNL表达式：OGNL表达式用于在XML映射文件中获取对象的属性值，它是MyBatis动态SQL的核心。

• 分支语句：分支语句通过 、 、 和 标签来实现，根据不同的条件执行不同的SQL语句。

• 批量操作：批量操作通过 标签来实现，它可以用于批量插入、更新和删除操作。

缓存机制

MyBatis的缓存机制分为一级缓存和二级缓存。

• 一级缓存：一级缓存是会话级别的缓存，它存储了当前会话的查询结果。

• 二级缓存：二级缓存是应用级别的缓存，它存储了应用级别的查询结果。

自定义缓存

自定义缓存通过实现Cache接口来实现，它允许开发者根据业务需求定制缓存策略。

• Cache接口：Cache接口定义了缓存的基本操作，如获取、插入、删除和清除缓存。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口，通过动态代理技术，将接口方法调用转换为数据库操作。

• 动态代理：Java的Proxy类提供了创建动态代理的能力，MyBatis使用它来创建Mapper接口的代理实例。

执行流程

MyBatis的执行流程包括SqlSession的创建、Mapper接口的代理、执行数据库操作和清理资源。

• SqlSession：SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责管理数据库连接、事务和映射语句的执行。

• Mapper接口代理：MyBatis使用动态代理技术来创建Mapper接口的代理实例，代理实例负责执行数据库操作。

• 执行数据库操作：MyBatis根据映射语句和参数执行数据库操作，并将结果映射到Java对象。

• 清理资源：执行完成后，MyBatis会清理数据库连接和其他资源。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，用于优化数据库操作。

• SimpleExecutor：SimpleExecutor是MyBatis默认的执行器，它为每个SQL语句创建一个新的数据库连接。

• ReusingExecutor：ReusingExecutor复用已存在的数据库连接，减少数据库连接的创建和销毁开销。

• BatchExecutor：BatchExecutor允许批量执行SQL语句，减少网络往返次数，提高性能。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，它通过懒加载关联数据来提高性能。

• 延迟加载：延迟加载是指在需要时才加载关联数据，而不是在初始化时加载。

扩展机制

MyBatis提供了多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链和方言支持。

• 类型处理器：类型处理器负责将Java类型和数据库类型之间的转换。

• 拦截器链：拦截器链允许拦截和修改数据库操作，如查询、更新和执行。

• 方言支持：方言支持允许MyBatis根据数据库类型选择不同的SQL语法。

📥博主的人生感悟和目标

希望各位读者大大多多支持用心写文章的博主，现在时代变了，信息爆炸，酒香也怕巷子深，博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热，所以，赶紧动动你的小手，点波关注❤️，点波赞👍，点波收藏⭐，甚至点波评论✍️，都是对博主最好的支持和鼓励！

- 💂 博客主页： Java程序员廖志伟
- 👉 开源项目： Java程序员廖志伟
- 🌥 哔哩哔哩： Java程序员廖志伟
- 🎏 个人社区： Java程序员廖志伟
- 🔖 个人微信号： SeniorRD

📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。这些书籍包括了基础篇、进阶篇、架构篇的📌《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》📌，以及📚《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》📚。具体出版计划会根据实际情况进行调整，希望各位读者朋友能够多多支持！

🔔如果您需要转载或者搬运这篇文章的话，非常欢迎您私信我哦~