并发编程与MyBatis精粹

📕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。

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一、并发编程知识体系

线程基础

线程是并发编程的核心概念，它是程序执行的最小单元，负责执行任务。线程的创建、运行和终止是并发编程的基础。

线程生命周期

线程的生命周期包括以下状态：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）。线程状态之间的转换是由线程调度器根据CPU资源分配和线程优先级等因素决定的。

线程优先级

线程优先级在Java中是一个整数，取值范围从1到10，数值越大表示优先级越高。线程优先级只是线程调度器选择线程执行的一个参考因素，最终线程的执行顺序还是由线程调度器决定。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务，当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。在Java应用中，通常将垃圾回收线程设置为守护线程。

线程池

线程池是管理线程的一种机制，它可以提高应用程序的性能。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间、工作队列类型和拒绝策略。

拒绝策略

当线程池中的线程数量达到最大值时，拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略有：AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行）、DiscardPolicy（丢弃任务）和DiscardOldestPolicy（丢弃最旧的任务）。

工作队列类型

线程池的工作队列类型包括：LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue和SynchronousQueue。每种工作队列都有其特定的实现方式和适用场景。

同步机制

同步机制是保证线程安全的重要手段，主要包括：

悲观锁/乐观锁

悲观锁和乐观锁是两种常见的并发控制策略。悲观锁假设在操作过程中数据会被修改，因此在进行操作前先加锁。乐观锁假设在操作过程中数据不会被修改，因此在进行操作前不加锁，而是在操作完成后检查是否有其他线程修改了数据。

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。读锁可以由多个线程同时持有，写锁则只能由一个线程持有。读写锁可以提高并发性能，尤其是在读操作远多于写操作的场景中。

条件变量

条件变量允许线程在某些条件下等待，直到其他线程通知它们继续执行。条件变量通常与锁一起使用，以确保线程在正确的条件下进行等待和通知。

并发集合

并发集合是线程安全的集合类，包括ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合类通过内部机制保证线程安全，使得多线程环境下对集合的访问是安全的。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是Java中常用的线程安全集合，它采用了分段锁（Segment Locking）机制，将数据分成多个段，每个段有自己的锁，从而提高了并发性能。

CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器在迭代期间不会发生修改，因此可以保证迭代期间的数据一致性。当容器中的数据发生变化时，它会创建一个新的副本，并在副本上进行修改。

BlockingQueue

BlockingQueue是线程安全的队列，它支持生产者-消费者模型。常见的BlockingQueue实现包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue。

并发工具类

并发工具类包括Phaser、Exchanger和FutureTask等。

Phaser

Phaser是一种用于协调多个线程的并发工具，它允许线程在执行过程中进行同步。Phaser类似于CyclicBarrier，但提供了更灵活的同步机制。

Exchanger

Exchanger允许两个线程交换数据。在交换数据时，两个线程都会阻塞，直到对方准备好交换数据。

FutureTask

FutureTask是一个实现了Future接口的任务，它可以用来表示异步计算的结果。FutureTask可以用来获取异步计算的结果，也可以用来取消任务。

非阻塞算法

非阻塞算法是指线程在执行过程中不依赖于其他线程的操作，从而提高并发性能。非阻塞算法通常使用CAS（Compare-And-Swap）操作实现。

CAS原理

CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁算法，它通过比较内存中的值和期望的值，如果相等则将内存中的值更新为新的值。CAS操作包括三个操作数：内存位置（V）、预期原值（A）和新值（B）。当且仅当内存位置的值与预期原值相等时，才会将内存位置的值修改为新值。

Atomic类

Atomic类提供了一系列的原子操作，如AtomicInteger、AtomicLong和AtomicReference等。这些类利用了底层硬件的原子指令，确保了操作的原子性。

无锁队列

无锁队列是指不依赖于锁的线程安全队列，如ConcurrentLinkedQueue。无锁队列通过CAS操作和循环链表实现线程安全，避免了锁的开销，提高了并发性能。

并发框架

并发框架包括Netty、Akka和Disruptor等。

Netty线程模型

Netty采用主从多线程模型，即一个Boss线程负责处理连接请求，多个Worker线程负责处理读写操作。这种模型提高了Netty的性能和可扩展性。

Akka Actor模型

Akka Actor模型是一种基于消息传递的并发模型，它将每个Actor看作一个消息处理单元。Actor之间通过发送和接收消息进行通信，这种模型简化了并发编程，并提供了强大的容错能力。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor环形缓冲区是一种高性能的并发队列，它通过环形数组实现，并使用CAS操作保证线程安全。Disruptor在处理高并发场景时表现出色，适用于需要高吞吐量和低延迟的场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是指将Java对象与数据库表之间的映射关系。MyBatis通过XML或注解的方式实现SQL映射。

注解映射

注解映射是指使用注解来定义SQL映射关系。常见的注解包括@Select、@Insert、@Update和@Delete等。注解映射简化了SQL映射的配置，提高了开发效率。

结果集映射

结果集映射是指将数据库查询结果映射到Java对象中。MyBatis通过 标签实现结果集映射。结果集映射可以定义复杂的映射关系，如嵌套查询、关联查询等。

关联查询

关联查询是指查询多个表之间的关系。MyBatis通过 和 标签实现关联查询。关联查询可以简化数据库操作，提高代码可读性。

动态SQL

动态SQL是指根据不同的条件动态生成SQL语句。MyBatis通过 、 、 和 等标签实现动态SQL。动态SQL可以提高SQL语句的灵活性，减少重复代码。

OGNL表达式

OGNL表达式是一种表达式语言，它可以用来访问Java对象的属性和执行运算。MyBatis通过OGNL表达式实现动态SQL。OGNL表达式语法简洁，功能强大，可以提高动态SQL的实现效率。

分支语句

分支语句是指根据不同的条件执行不同的SQL语句。MyBatis通过 、 和 等标签实现分支语句。分支语句可以简化条件判断，提高SQL语句的可读性。

批量操作

批量操作是指同时执行多个SQL语句。MyBatis通过 标签实现批量操作。批量操作可以减少数据库访问次数，提高性能。

缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，包括一级缓存和二级缓存。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，它存储了最近执行过的SQL语句及其结果。一级缓存可以提高SQL语句的执行效率，减少数据库访问次数。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，它存储了应用级别的缓存数据。二级缓存可以提高整个应用的性能，减少数据库访问压力。

自定义缓存

自定义缓存是指通过实现Cache接口来定义自己的缓存机制。自定义缓存可以满足特定应用场景的需求，提高缓存命中率。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口的动态代理。代理模式可以提高代码的可读性和可维护性，同时降低了代码的复杂度。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis中用于实现Mapper接口动态代理的类。MapperProxy通过反射技术动态创建代理对象，实现了Mapper接口的动态代理。

插件拦截

MyBatis插件拦截是指拦截MyBatis的执行过程，如查询、更新等。插件拦截可以扩展MyBatis的功能，提高开发效率。

动态代理执行流程

MyBatis通过动态代理技术实现Mapper接口的动态代理，动态代理执行流程包括：代理对象的创建、代理方法调用、代理方法执行和代理对象销毁。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责管理数据库连接、事务和SQL执行。SqlSession的生命周期包括：创建、使用和关闭。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor等。不同的执行器类型适用于不同的场景，可以提高SQL语句的执行效率。

延迟加载

延迟加载是指在实际需要时才加载数据，以提高应用程序的性能。延迟加载可以减少数据库访问次数，提高应用程序的性能。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，如类型处理器、拦截器链和方言支持。

类型处理器

类型处理器是指将数据库类型转换为Java类型的转换器。类型处理器可以简化数据库操作，提高代码可读性。

拦截器链

拦截器链是指拦截MyBatis执行过程的拦截器链。拦截器链可以扩展MyBatis的功能，提高开发效率。

方言支持

方言支持是指支持不同数据库的SQL语法。方言支持可以简化数据库操作，提高代码可读性。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis的知识体系。通过了解线程基础、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、并发框架等知识点，我们可以更好地理解和应用并发编程。同时，通过了解SQL映射、动态SQL、缓存机制、代理模式、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制等知识点，我们可以更好地使用MyBatis框架。掌握这些知识点，可以帮助我们编写高性能、高可用的应用程序。

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