并发编程与MyBatis核心解析-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）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、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。

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Java程序员廖志伟

💡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

线程是并发编程中最基本的概念，是程序执行的最小单位。在Java中，线程的创建和调度是由JVM负责的。

线程生命周期：线程的创建、运行和销毁都涉及多个状态。Java线程的生命周期包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）七个状态。线程的状态转换是由线程的操作（如start、sleep、yield等）以及线程间的交互（如synchronized、wait/notify等）引起的。
线程优先级：Java线程的优先级分为最高（10）、高（9）、中（5）、低（1）和最低（0）五个等级。线程优先级并不是绝对的，而是由JVM根据系统的当前状态和线程的需求动态调整的。
守护线程：守护线程（Daemon Thread）是一种特殊的线程，它不会阻塞应用程序的终止。当所有的非守护线程结束时，JVM会自动结束。在Java应用中，守护线程通常用于后台服务，如垃圾回收器。
线程池：线程池是一种管理线程的集合，它可以提高应用程序的并发性能。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、空闲时间等。拒绝策略用于处理超出线程池处理能力的任务，如AbortPolicy（终止）、CallerRunsPolicy（调用者运行）等。工作队列类型有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。

同步机制

同步机制是保证线程安全的关键，它确保在多线程环境中，对共享资源的访问是互斥的。

悲观锁：悲观锁假设并发访问时会出现冲突，因此在进行操作前先加锁。Java中常用的悲观锁有synchronized关键字和ReentrantLock。synchronized是一种内置的锁机制，而ReentrantLock是一种更灵活的锁机制，它提供了更丰富的功能，如公平锁、可重入锁等。
乐观锁：乐观锁假设并发访问时不会出现冲突，因此在进行操作前不加锁，通过版本号或时间戳来判断冲突。Java中常用的乐观锁有AtomicInteger、AtomicLong等。乐观锁适用于写操作很少的场景。
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。Java中常用的读写锁有ReentrantReadWriteLock。读写锁可以提高读操作的性能，因为它允许多个线程同时读取资源。
条件变量：条件变量是线程之间进行通信的同步工具，它允许线程在某些条件满足时进行等待和通知。Java中常用的条件变量是Object类的wait、notify和notifyAll方法。

并发集合

Java并发集合是专门为多线程环境设计的集合类，包括以下几种：

ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，支持高并发访问。它通过分段锁（Segment Locking）机制来提高并发性能。
CopyOnWrite容器：基于读写分离的线程安全容器，适用于读多写少的场景。它通过复制原始数据来实现写操作，读操作直接操作副本。
BlockingQueue：线程安全的队列，支持阻塞式操作。它适用于生产者-消费者模型，可以提高生产者和消费者之间的协同效率。

并发工具类

以下是一些常用的并发工具类：

Phaser：Phaser是Java 8引入的一个并发工具类，用于控制一组线程的执行进度。它允许线程在某个阶段等待，直到所有线程都到达该阶段。
Exchanger：Exchanger允许两个线程交换数据。它适用于两个线程需要交换数据，并且交换完成后才能继续执行的场景。
FutureTask：FutureTask是Future接口的实现，用于异步执行任务。它允许调用者获取异步执行的结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是提高并发性能的关键，以下是一些常用的非阻塞算法：

CAS（Compare and Swap）原理：CAS操作是一种无锁算法，它通过比较和交换操作来更新数据。CAS操作包括三个操作数：内存位置V、预期原值A和新值B。当内存位置的值与预期原值A相同时，将该位置的值更新为新值B，否则不做任何操作。
Atomic类：Java提供了多种原子类，如AtomicInteger、AtomicLong等，用于实现无锁操作。这些原子类提供了各种原子操作，如比较和交换、加法等。
无锁队列：无锁队列是一种基于CAS原理的线程安全队列。它允许多个线程同时进行入队和出队操作，而不会发生数据竞争。

并发框架

以下是一些常用的并发框架：

Netty：Netty是一个高性能、异步事件驱动的网络框架，适用于开发高性能、高并发的网络应用程序。它提供了基于NIO的客户端和服务器端API，并支持多种协议。
Akka：Akka是一个基于Actor模型的并发框架，用于开发高并发、分布式应用程序。它通过Actor模型将并发问题抽象为消息传递，并提供了容错机制。
Disruptor：Disruptor是一个高性能的环形缓冲区，适用于处理高并发场景。它通过内存屏障（Memory Barriers）和循环队列（Circular Buffer）来提高并发性能。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过SQL映射将Java对象与数据库表进行关联。SQL映射主要包括以下内容：

注解映射：MyBatis提供了多种注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，用于映射SQL语句。这些注解可以简化SQL语句的编写。
结果集映射：MyBatis可以将查询结果映射到Java对象中，包括基本数据类型、集合和自定义类型。它通过XML映射文件定义映射关系。
关联查询：MyBatis支持多表关联查询，通过@OneToOne、@OneToMany、@ManyToMany等注解实现。它通过动态SQL来构建关联查询语句。
动态SQL：MyBatis支持动态SQL，通过@Choose、@If、@Trim、@Set等标签实现。动态SQL可以根据不同的条件动态生成SQL语句。

OGNL表达式

OGNL表达式是MyBatis提供的表达式语言，用于在XML映射文件中进行数据操作。OGNL表达式包括以下几种：

属性访问：如#{user.name}，表示获取user对象的name属性。
集合访问：如#{user.list[0]}，表示获取user对象的list集合中的第一个元素。
表达式：如#{!user.sex}，表示user对象的sex属性不等于指定值。

分支语句

MyBatis支持分支语句，用于在条件满足时执行不同的SQL语句。分支语句包括以下几种：

@If：根据条件执行SQL语句。
@Choose：根据多个条件执行不同的SQL语句。
@When：根据条件执行不同的SQL语句。

批量操作

MyBatis支持批量操作，包括批量插入、批量更新和批量删除。批量操作可以减少数据库访问次数，提高性能。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存和二级缓存机制，用于提高查询性能。

一级缓存：一级缓存是SqlSession级别的缓存，用于缓存查询结果。它可以通过flush、clear等方法进行清理。
二级缓存：二级缓存是Mapper级别的缓存，用于缓存不同SqlSession之间的查询结果。它可以通过cache标签进行配置。
自定义缓存：MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口实现。自定义缓存可以满足更复杂的缓存需求。

代理模式

MyBatis通过代理模式实现动态代理，包括以下几种：

MapperProxy：MapperProxy是MyBatis提供的动态代理类，用于代理Mapper接口。
插件拦截：MyBatis插件可以拦截执行过程，实现自定义功能。

动态代理执行流程

MyBatis动态代理执行流程如下：

执行Mapper接口方法。
查找对应的Mapper XML文件。
根据XML文件中的SQL语句进行数据库操作。
返回执行结果。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，其生命周期如下：

创建SqlSession：通过SqlSessionFactory创建SqlSession。
使用SqlSession：执行数据库操作。
关闭SqlSession：释放资源，关闭数据库连接。

执行器类型

MyBatis提供以下几种执行器类型：

SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL执行。
ReuseExecutor：重用执行器，适用于批量执行。
BatchExecutor：批量执行器，适用于批量操作。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，用于提高查询性能。

扩展机制

MyBatis提供以下几种扩展机制：

类型处理器：类型处理器用于处理数据类型转换。
拦截器链：拦截器链用于拦截执行过程，实现自定义功能。
方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。

总结

本文从并发编程和MyBatis两个角度，详细介绍了相关知识点。通过学习这些知识点，可以更好地理解和应用并发编程和MyBatis，提高应用程序的性能和稳定性。在开发过程中，要灵活运用这些知识，举一反三，解决实际问题。

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Java程序员廖志伟

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