并发编程与MyBatis核心解析

📕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 在计算机科学中，线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。线程本身几乎不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器、一组寄存器和栈），但是它能够被系统调度并独立运行。线程的实现依赖于操作系统的线程管理机制，不同的操作系统有不同的线程实现方式，如用户级线程和内核级线程。

线程生命周期 线程的生命周期主要包括以下几个阶段：

1. 新建（New）：线程对象被创建后处于该状态，此时线程尚未启动，没有分配系统资源。
2. 可运行（Runnable）：线程被创建后进入可运行状态，但可能被阻塞。此时线程等待CPU的调度，一旦被调度，便可以开始执行。
3. 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因无法运行，如等待锁等。线程可能因为I/O操作、等待某些事件发生或者等待另一个线程的通知而阻塞。
4. 等待（Waiting）：线程等待某个条件成立时，进入等待状态。线程会释放CPU资源，直到等待条件成立或被通知。
5. 终止（Terminated）：线程完成任务或遇到终止指令后，进入终止状态。此时线程的运行栈被回收，线程资源被释放。

线程优先级 线程优先级是指操作系统对线程的调度顺序的优先考虑。Java中的线程优先级分为最大（MAX_PRIORITY）、正常（NORM_PRIORITY）和最小（MIN_PRIORITY）三个级别。线程优先级并不是绝对的，操作系统会根据当前系统负载和其他线程的状态来动态调整线程的优先级。

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，如垃圾回收器。当所有的守护线程都结束时，程序也将退出。在Java中，可以通过调用Thread.setDaemon(true)将线程设置为守护线程。

线程池 线程池是一种管理线程的机制，可以重复利用线程资源，提高程序的执行效率。线程池的核心参数配置包括：

1. 核心线程数：线程池的基本大小，即使没有任务提交，线程池也会维护这么多的线程。
2. 最大线程数：线程池最大能容纳的线程数量，当任务数量超过最大线程数时，会根据拒绝策略处理。
3. 队列：存放等待执行的线程，可以是同步队列或阻塞队列。
4. 拒绝策略：当线程池中的线程数量达到最大值时，如何处理等待执行的线程，如CallerRunsPolicy、AbortPolicy等。

同步机制 同步机制是确保多线程程序正确执行的关键。常见的同步机制包括：

1. 悲观锁：假设多个线程会同时操作共享数据，因此在访问共享数据时，使用悲观锁来保证数据一致性。常见的悲观锁有synchronized关键字、ReentrantLock等。
2. 乐观锁：假设多个线程不会同时操作共享数据，因此不使用锁，而是在更新数据时检查版本号，确保数据一致性。常见的乐观锁有CAS操作、乐观锁版本号等。
3. 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。常见的读写锁有ReentrantReadWriteLock等。
4. 条件变量：用于等待某个条件成立时，线程从等待状态变为可运行状态。在Java中，可以通过Object的wait()、notify()和notifyAll()方法实现。

并发集合 并发集合是专为并发操作设计的集合类，包括：

1. ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，通过分段锁实现高并发。每个段都有自己的锁，可以减少锁竞争，提高并发性能。
2. CopyOnWrite容器：在读取时复制整个容器，避免读写冲突，适用于读多写少的场景。当写操作发生时，会创建一个新的容器副本，并更新引用。
3. BlockingQueue：线程安全的队列，用于实现生产者-消费者模型。它可以保证生产者和消费者之间的线程安全，以及数据的正确传递。

并发工具类 并发编程中常用的工具类包括：

1. Phaser：用于线程间的协作，类似于CyclicBarrier和CountDownLatch。Phaser提供了更灵活的协作方式，可以支持线程间的多次协作。
2. Exchanger：用于在线程间交换数据。当两个线程到达交换点时，它们可以交换数据，然后继续执行。
3. FutureTask：代表异步计算的结果。它可以被用于获取异步操作的结果，并且可以在任务完成之前取消任务。

非阻塞算法 非阻塞算法通过使用原子操作和锁来保证线程安全，常见的算法包括：

1. CAS（Compare and Swap）原理：比较内存位置的值和预期值，如果相同则将新值写入该位置。CAS操作是一种无锁算法，可以提高并发性能。
2. Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类提供了线程安全的计数器、引用和数组等数据结构。
3. 无锁队列：使用CAS操作实现的无锁队列。无锁队列可以避免锁竞争，提高并发性能。

并发框架

1. Netty线程模型：Netty使用主从多线程模型，主线程负责处理连接，从线程负责处理读写操作。这种模型可以提高并发性能，降低系统负载。
2. Akka Actor模型：Akka是一种基于actor的并发模型，每个actor独立运行，并通过消息传递进行通信。actor模型可以简化并发编程，提高系统的可扩展性和容错性。
3. Disruptor环形缓冲区：Disruptor是一种基于环形缓冲区的并发框架，用于处理高并发场景。环形缓冲区可以提供高吞吐量和低延迟，适用于处理高并发消息队列。

二、MyBatis知识体系

SQL映射 MyBatis通过映射文件或注解将Java对象与数据库表进行映射。SQL映射主要包括以下内容：

1. 注解映射：使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解进行映射。注解映射可以简化SQL语句的编写，提高开发效率。
2. 结果集映射：将查询结果映射到Java对象中。MyBatis使用TypeHandler和ResultMap来实现结果集映射。
3. 关联查询：通过嵌套查询或联合查询实现多表关联。MyBatis支持多种关联查询方式，如一对一、一对多、多对多等。
4. 动态SQL：使用 、 、 等标签实现动态SQL。动态SQL可以减少SQL语句的冗余，提高数据库操作效率。

OGNL表达式 OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于在MyBatis中实现动态SQL。OGNL表达式支持各种数据类型的运算、方法调用和属性访问。OGNL表达式可以用于动态构建SQL语句，提高SQL语句的灵活性。

分支语句 在MyBatis的SQL映射文件中，可以使用 、 、 、 等标签实现条件分支。这些标签可以根据条件动态构建SQL语句，提高SQL语句的灵活性。

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。批量操作可以提高数据库操作的效率，减少数据库的访问次数。

缓存机制 MyBatis提供一级缓存和二级缓存机制，用于提高查询效率。

1. 一级缓存：会话缓存，仅在当前会话内有效。一级缓存可以提高查询效率，减少数据库的访问次数。
2. 二级缓存：全局缓存，跨会话有效。二级缓存可以提高整个应用程序的查询效率，减少数据库的访问次数。

自定义缓存 MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口和CacheKey接口实现。自定义缓存可以提供更灵活的缓存策略，满足不同场景下的需求。

代理模式 MyBatis使用代理模式实现动态代理，包括MapperProxy和SqlSession代理。代理模式可以减少重复代码，提高开发效率。

插件拦截 MyBatis插件拦截机制允许用户自定义插件，对执行过程进行拦截和处理。插件拦截可以用于实现日志记录、性能监控等功能。

动态代理执行流程

1. 创建代理对象。
2. 调用代理对象的方法。
3. 拦截器链处理。
4. 执行目标方法。
5. 返回结果。

SqlSession生命周期 SqlSession是MyBatis的核心接口，用于操作数据库。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。合理管理SqlSession的生命周期可以提高数据库操作效率，避免资源泄漏。

执行器类型 MyBatis提供多种执行器类型，包括SimpleExecutor、ReusingExecutor和BatchExecutor，用于执行SQL语句。不同的执行器类型适用于不同的场景，可以根据实际需求选择合适的执行器类型。

延迟加载 MyBatis支持延迟加载，即在需要时才加载关联数据，提高查询效率。延迟加载可以减少数据库的访问次数，提高应用程序的性能。

扩展机制 MyBatis提供多种扩展机制，包括类型处理器、拦截器链和方言支持。扩展机制可以扩展MyBatis的功能，满足不同场景下的需求。

总结 本文详细介绍了并发编程和MyBatis知识体系，通过串联各个知识点，使读者能够举一反三，更好地理解和应用这些技术。在实际开发中，我们可以根据项目需求选择合适的并发编程技术和MyBatis功能，以提高程序的性能和可维护性。

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