并发编程与MyBatis深度解析

原创于 2025-07-31 12:18:30 发布 · 751 阅读

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#concurrency # Java # multi-threading

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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。

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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

并发编程是现代计算机科学中的一个核心领域，它涉及多个任务在同一时间或多线程环境中执行。以下是并发编程知识体系的一个详细描述：

线程基础

线程生命周期：线程的生命周期通常包括创建、就绪、运行、阻塞、等待和终止等状态。在Java中，线程通过Thread类来创建，其生命周期可以通过start()、run()、sleep()、join()等方法来控制。线程在创建后进入就绪状态，等待CPU调度；一旦被调度，线程进入运行状态；在执行过程中可能会因为I/O操作、等待锁等原因进入阻塞状态；当线程执行完毕或被强制终止时，线程进入终止状态。

线程优先级：线程优先级是操作系统用来调度线程的一种机制，它决定了线程在获得CPU时间片时的优先级。在Java中，线程优先级分为1到10共10个等级，优先级高的线程更有可能获得CPU时间片。线程优先级可以通过setPriority()方法设置，但需要注意的是，优先级调度策略依赖于具体的操作系统和JVM实现。

守护线程：守护线程是一种特殊的线程，它服务于应用程序中的其他线程。当应用程序中没有非守护线程时，守护线程也会随之终止。在Java中，可以使用isDaemon()和setDaemon()方法来检查或设置线程是否为守护线程。

线程池：线程池是一种管理一组同构线程的容器，它可以提高应用程序的性能，减少线程创建和销毁的开销。在Java中，可以使用Executors工厂类来创建线程池，如Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)创建一个固定大小的线程池，Executors.newCachedThreadPool()创建一个可缓存的线程池。

核心参数配置

拒绝策略：线程池在达到最大线程数时，如何处理提交的任务。常见的拒绝策略有AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行）、DiscardPolicy（丢弃任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃最旧任务）。

工作队列类型：线程池的工作队列存储等待执行的任务，常见的工作队列有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。LinkedBlockingQueue基于链表实现，适用于任务数量不确定的场景；ArrayBlockingQueue基于数组实现，适用于任务数量确定且对顺序有要求的场景；PriorityBlockingQueue基于优先级队列实现，适用于任务有优先级的情况。

同步机制

悲观锁/乐观锁：悲观锁和乐观锁是两种不同的并发控制策略。悲观锁假设并发环境下数据冲突很常见，因此在操作数据前先加锁。在Java中，可以使用synchronized关键字或ReentrantLock类来实现悲观锁。乐观锁则假设冲突很少发生，因此采用无锁方式，通过版本号或时间戳检测冲突。在Java中，可以使用AtomicInteger、AtomicLong等原子类来实现乐观锁。

读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但只允许一个线程写入数据。在Java中，可以使用ReentrantReadWriteLock类来实现读写锁。

条件变量：条件变量允许线程在某些条件下等待，直到其他线程满足条件后通知它们继续执行。在Java中，可以使用Object类的wait()、notify()、notifyAll()方法来实现条件变量。

并发集合

ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap实现，适用于高并发环境。它通过分段锁（Segment Locking）机制来提高并发性能，将数据分为多个段，每个段使用独立的锁。

CopyOnWrite容器：CopyOnWrite容器在写操作时复制整个容器，适用于读多写少的场景。在Java中，可以使用CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet等容器。

BlockingQueue：BlockingQueue是线程安全的队列，支持生产者-消费者模型。在Java中，可以使用ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等实现。

并发工具类

Phaser：Phaser是一种用于协调多个线程的同步工具，类似于CyclicBarrier，但提供了更灵活的同步机制。在Java中，可以使用Phaser类来实现。

Exchanger：Exchanger允许两个线程在某个点上交换数据。在Java中，可以使用Exchanger类来实现。

FutureTask：FutureTask表示异步计算的结果。在Java中，可以使用FutureTask类来实现。

非阻塞算法

CAS原理：比较并交换（Compare-And-Swap，简称CAS）是一种无锁算法，用于实现线程安全的操作。在Java中，可以使用AtomicInteger、AtomicLong等原子类来实现CAS操作。

Atomic类：Atomic类提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类内部使用volatile关键字保证变量的可见性和原子性。

无锁队列：无锁队列使用CAS操作实现，如ConcurrentLinkedQueue。在无锁队列中，线程通过CAS操作来保证队列操作的原子性。

并发框架

Netty线程模型：Netty使用主从多线程模型，一个Boss线程负责接收客户端连接，多个Worker线程负责处理读写操作。这种模型可以提高并发性能，减少线程上下文切换的开销。

Akka Actor模型：Akka使用Actor模型，每个Actor是一个消息处理器，可以并行运行。Actor之间通过发送消息进行通信，从而实现并发处理。

Disruptor环形缓冲区：Disruptor使用环形缓冲区来减少锁的使用，提高并发性能。环形缓冲区内部使用volatile数组来存储数据，并通过CAS操作实现线程安全的读写操作。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它消除了几乎所有的JDBC代码和手动设置参数以及获取结果集的工作。

SQL映射

注解映射：MyBatis支持使用注解来映射SQL语句和结果集。例如，可以使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解来映射SQL语句；使用@Results、@Result等注解来映射结果集。

结果集映射：MyBatis将SQL查询结果映射到Java对象的属性。在MyBatis中，可以使用ResultMap来实现结果集映射。ResultMap包含多个Result子元素，每个Result子元素定义了查询结果中某个字段的映射关系。

关联查询：MyBatis支持关联查询，用于处理一对多或多对多的关系。在MyBatis中，可以使用@One、@Many等注解来映射关联关系。

动态SQL

OGNL表达式：MyBatis使用OGNL表达式来动态构建SQL语句。OGNL表达式支持访问Java对象的属性、调用方法、执行运算等操作。

分支语句：MyBatis支持if-else等分支语句来动态构建SQL。通过判断条件，选择执行不同的SQL语句。

批量操作：MyBatis支持批量插入和更新操作。在MyBatis中，可以使用标签来实现批量操作。

缓存机制

一级缓存：MyBatis在SqlSession级别缓存查询结果，默认开启。一级缓存的作用是减少数据库访问次数，提高查询效率。

二级缓存：MyBatis支持在Mapper级别配置二级缓存，可以跨SqlSession共享。二级缓存的作用是减少查询数据库的次数，提高整个应用程序的查询效率。

自定义缓存：MyBatis允许自定义缓存实现。通过实现Cache接口，可以自定义缓存策略。

代理模式：MyBatis使用代理模式来实现延迟加载。在查询关联对象时，MyBatis会延迟加载关联对象，减少初始加载的数据量。

MapperProxy插件拦截

MapperProxy：MyBatis使用MapperProxy代理Mapper接口，拦截方法调用。在MapperProxy中，会拦截执行Mapper接口方法的过程，如SQL执行、结果集处理等。

插件拦截：MyBatis允许插件拦截执行流程，如SQL执行、结果集处理等。通过实现Interceptor接口，可以自定义插件逻辑。

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。在创建Mapper接口代理对象时，会使用Cglib或JDK动态代理技术生成代理对象。

SqlSession生命周期

SqlSession生命周期：SqlSession从创建到关闭的过程，包括打开、执行SQL、提交/回滚、关闭等。在MyBatis中，SqlSession是数据库连接的上下文，通过SqlSession可以执行SQL语句、管理事务等。

执行器类型：MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等。SimpleExecutor每次执行SQL都会创建新的数据库连接；ReuseExecutor复用已创建的数据库连接；BatchExecutor支持批量执行SQL。

延迟加载扩展机制

延迟加载：MyBatis支持延迟加载关联对象，减少初始加载的数据量。在查询关联对象时，MyBatis会延迟加载关联对象。

扩展机制：MyBatis允许自定义扩展点，如TypeHandler、Interceptor等。通过实现相应的接口，可以自定义扩展逻辑。

类型处理器拦截器链

类型处理器：MyBatis使用类型处理器将数据库类型转换为Java类型。类型处理器负责将数据库类型转换为Java对象类型。

拦截器链：MyBatis允许拦截器链拦截SQL执行、结果集处理等过程。通过实现Interceptor接口，可以自定义拦截器逻辑。

方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。通过实现Dialect接口，可以自定义数据库方言。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细描述，我们可以看到这两个领域之间存在着紧密的联系。并发编程是实现高性能应用程序的基础，而MyBatis则是在并发环境中提供持久层服务的框架。在实际开发中，合理地运用这两个领域的知识，可以构建出既高效又可靠的系统。

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