并发编程与MyBatis深度解析

并发编程与MyBatis知识体系解析

原创于 2025-08-08 12:39:51 发布 · 713 阅读

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#Concurrent Programming # Multithreading # Database Management

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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

并发编程是计算机科学中的一个核心领域，它涉及到如何高效、安全地在单个处理器或多个处理器上并行执行多个任务。以下是对文章中提到的各个技术点的深入解析：

1. 线程基础

线程是程序执行的最小单元，是操作系统进行任务调度的基本单位。线程的实现细节包括：

线程标识：操作系统为每个线程分配一个唯一的标识符，该标识符通常是一个整数值。
线程状态：线程状态反映了线程在执行过程中的不同阶段，状态转换通常由操作系统控制。状态包括：新建、就绪、运行、阻塞、等待、超时等待、终止。
线程优先级：线程优先级决定了线程在多线程环境中的执行顺序，高优先级线程在获得CPU资源时有更高的优先级。优先级管理需要考虑线程调度算法，如时间片轮转算法（RR）。

2. 线程生命周期

线程的生命周期包括以下阶段：

新建（New）：线程创建时，处于新建状态。
就绪（Runnable）：线程准备好执行，等待操作系统调度。
运行（Running）：线程正在执行任务。
阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待资源）无法执行，进入阻塞状态。
等待（Waiting）：线程调用wait()方法，进入等待状态。
超时等待（Timed Waiting）：线程调用timedWait()方法，在指定时间内无法执行，进入超时等待状态。
终止（Terminated）：线程执行完毕，进入终止状态。

线程状态的转换通常涉及操作系统的调度机制，如线程优先级调整、线程阻塞/解阻塞等。

3. 线程优先级

线程优先级分为以下几种：

正常优先级（NORM_PRIORITY）：默认优先级。
最小优先级（MIN_PRIORITY）：线程优先级最低。
最大优先级（MAX_PRIORITY）：线程优先级最高。

线程优先级的设置需要考虑应用程序的具体需求，以及操作系统对线程优先级的支持。

4. 守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它的生命周期依赖于主线程。当主线程结束时，守护线程也会随之结束。守护线程通常用于执行一些不需要持续关注的后台任务，如垃圾回收。

5. 线程池

线程池是用于管理一组线程的对象，它可以提高程序的性能，减少创建和销毁线程的开销。线程池的实现细节包括：

核心线程数：线程池在运行过程中保持的最小线程数。
最大线程数：线程池在运行过程中能保持的最大线程数。
工作队列：线程池等待执行的任务队列。
拒绝策略：当任务无法被线程池处理时，采取的处理策略，如抛出异常、丢弃任务等。
活跃时间：线程池中线程的存活时间。

线程池的实现通常依赖于操作系统的线程管理机制，如线程池调度算法、线程池监控等。

6. 同步机制

同步机制用于确保线程在执行过程中不会相互干扰，以下是一些常见的同步机制：

悲观锁：在执行操作前，先锁定资源，直到操作完成。悲观锁适用于竞争激烈的环境。
乐观锁：在执行操作时，不锁定资源，通过版本号或时间戳来判断资源是否被修改。乐观锁适用于竞争不激烈的环境。
读写锁：允许多个线程同时读取资源，但只有一个线程可以写入资源。读写锁可以提高程序的性能。
条件变量：用于在线程之间传递信息，实现线程间的协作。

同步机制的实现需要考虑线程调度、内存模型、原子操作等因素。

7. 并发集合

并发集合是专门为多线程环境设计的集合类，以下是一些常见的并发集合：

ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，适用于高并发环境。
CopyOnWrite容器：在写操作时，先创建一个新容器，然后替换原容器。适用于读操作频繁、写操作较少的场景。
BlockingQueue：线程安全的队列，支持阻塞操作，适用于生产者-消费者模式。

并发集合的实现需要考虑线程安全、数据一致性、性能等因素。

8. 并发工具类

以下是一些常见的并发工具类：

Phaser：用于实现线程间的协作。
Exchanger：用于线程间交换数据。
FutureTask：用于异步执行任务。
非阻塞算法：在多线程环境中，通过算法保证数据的一致性和正确性。

并发工具类的实现需要考虑线程安全、性能、可靠性等因素。

9. CAS原理

CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁算法，用于在多线程环境中实现线程安全。它通过比较内存中的值与期望值，如果相等，则将内存中的值更新为新值。CAS算法的实现细节包括：

内存模型：确保内存操作的原子性和可见性。
volatile关键字：保证变量的可见性和有序性。
锁的粒度：减少锁的粒度，提高程序性能。

10. Atomic类

Atomic类提供了一系列原子操作，用于实现线程安全。以下是一些常见的Atomic类：

AtomicInteger：原子操作整型。
AtomicLong：原子操作长整型。
AtomicBoolean：原子操作布尔值。

Atomic类的实现需要考虑内存模型、原子操作、性能等因素。

11. 无锁队列

无锁队列是一种线程安全的队列，它不依赖于任何同步机制，适用于高并发环境。无锁队列的实现细节包括：

环形缓冲区：提高队列的插入和删除操作性能。
内存模型：确保内存操作的原子性和可见性。
原子操作：保证队列操作的线程安全。

12. 并发框架

以下是一些常见的并发框架：

Netty：高性能的NIO框架，适用于构建网络应用。
Akka：基于Actor模型的并发框架，适用于构建分布式系统。
Disruptor：环形缓冲区，适用于处理高并发数据。

并发框架的实现需要考虑线程安全、性能、可靠性等因素。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它支持定制化SQL、存储过程以及高级映射。以下是对文章中提到的各个技术点的深入解析：

1. SQL映射

SQL映射是将Java对象与数据库表进行映射的过程。以下是一些常见的SQL映射实现细节：

映射文件：存储SQL映射的XML文件，包括SQL语句、参数映射、结果集映射等。
映射器：封装SQL映射的逻辑，提供接口方法。
映射器工厂：用于创建映射器实例。

2. 注解映射

MyBatis提供了注解的方式来实现SQL映射，以下是一些常见的注解实现细节：

@Select：表示查询操作，用于标注查询SQL语句。
@Insert：表示插入操作，用于标注插入SQL语句。
@Update：表示更新操作，用于标注更新SQL语句。
@Delete：表示删除操作，用于标注删除SQL语句。

注解映射的实现需要考虑注解处理、反射、动态代理等因素。

3. 结果集映射

结果集映射是将数据库查询结果映射到Java对象的操作。以下是一些常见的实现细节：

映射关系：定义数据库字段与Java对象属性的对应关系。
映射器：封装结果集映射的逻辑，提供接口方法。

结果集映射的实现需要考虑类型转换、属性映射、性能等因素。

4. 关联查询

关联查询是指查询涉及多个表的数据。MyBatis提供了多种关联查询方式，如下：

嵌套查询：通过子查询的方式实现关联查询。
联合查询：通过JOIN语句实现关联查询。
懒加载：在需要时才加载关联数据。

关联查询的实现需要考虑性能、数据一致性等因素。

5. 动态SQL

动态SQL是指根据不同条件动态生成SQL语句。MyBatis提供了以下动态SQL功能：

：根据条件判断是否执行SQL片段。
：类似于switch语句，根据条件选择执行SQL片段。
：循环遍历集合，生成SQL片段。

动态SQL的实现需要考虑SQL语句生成、性能等因素。

6. OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于访问对象属性、调用方法等。MyBatis支持OGNL表达式，以便在动态SQL中使用。

OGNL表达式的实现需要考虑表达式解析、性能等因素。

7. 分支语句

分支语句用于实现SQL映射中的条件分支。

分支语句的实现需要考虑条件判断、性能等因素。

8. 批量操作

批量操作是指一次性执行多个SQL语句，提高数据库操作效率。

批量操作的实现需要考虑性能、数据一致性等因素。

9. 缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，包括以下两种：

一级缓存：会话级别的缓存，适用于单次会话的数据。
二级缓存：全局级别的缓存，适用于跨会话的数据。

缓存机制的实现需要考虑性能、数据一致性、缓存失效策略等因素。

10. 自定义缓存

自定义缓存允许开发者根据需求定制缓存实现。

自定义缓存的实现需要考虑缓存策略、性能等因素。

11. 代理模式

MyBatis通过代理模式实现了动态代理，用于创建Mapper接口的实现类。

代理模式的实现需要考虑动态代理、反射等因素。

12. MapperProxy插件拦截

MapperProxy插件拦截是MyBatis提供的插件机制，用于拦截Mapper接口的方法执行。

插件拦截的实现需要考虑拦截器设计、反射等因素。

13. 动态代理执行流程

动态代理执行流程如下：

调用Mapper接口的方法。
动态代理拦截器捕获方法调用。
根据方法调用动态生成SQL语句。
执行SQL语句并返回结果。

动态代理执行流程的实现需要考虑动态代理、反射、SQL语句生成等因素。

14. SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责执行SQL语句。以下是SqlSession的生命周期：

创建SqlSession。
执行SQL语句。
提交或回滚事务。
关闭SqlSession。

SqlSession生命周期的实现需要考虑事务管理、资源管理等因素。

15. 执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如下：

简单执行器：适用于单条SQL语句执行。
批处理执行器：适用于批量SQL语句执行。
缓存执行器：适用于缓存数据的执行。

执行器类型的实现需要考虑性能、数据一致性等因素。

16. 扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，如拦截器链、方言支持等。

扩展机制的实现需要考虑插件设计、模块化等因素。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的深入解析，我们可以更好地理解这两种技术在实践中的应用。在开发过程中，我们可以根据实际需求选择合适的并发编程技术，并结合MyBatis实现高效、稳定的数据库操作。同时，了解并发编程和MyBatis的知识体系，有助于我们更好地优化程序性能，提高代码质量。

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