并发编程与MyBatis技术解析

📕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

线程是并发编程的核心概念，它是程序执行的最小单元。在Java中，线程的实现基于操作系统的线程机制。以下对线程基础进行详细说明：

1. 线程生命周期：线程从创建到销毁，经历了多个状态。创建状态表示线程被创建但尚未启动；就绪状态表示线程已准备好执行，等待CPU调度；运行状态表示线程正在执行；阻塞状态表示线程因等待某些资源而无法继续执行；等待状态表示线程因某些条件不满足而暂停执行；终止状态表示线程执行完毕。

   在Java中，线程的生命周期管理涉及到Thread类及其子类。通过调用start()方法，可以将线程从创建状态转换为就绪状态；通过调用sleep()方法，可以让线程进入阻塞状态；通过调用yield()方法，可以让线程释放CPU，使其他线程获得执行机会。

2. 线程优先级：线程优先级用于表示线程获得CPU执行时间的优先程度。在Java中，线程优先级分为10个等级，从最低的1到最高的10。线程优先级越高，获得CPU执行时间的机会越大。但线程优先级并不是绝对的，系统会根据实际情况进行调度。

   在Java中，可以通过setPriority()方法设置线程优先级，通过getPriority()方法获取线程优先级。

3. 守护线程：守护线程是一类特殊线程，它不运行于主线程中，而是运行于其他线程之中。当所有非守护线程结束时，程序将退出，守护线程也随之终止。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。

4. 线程池：线程池是线程复用的一种实现方式，它可以避免频繁创建和销毁线程的开销。线程池包含核心线程、最大线程、空闲线程时间、工作队列、拒绝策略等核心参数。

   在Java中，可以使用Executors类创建线程池。Executors提供了多种线程池创建方法，如newCachedThreadPool()、newFixedThreadPool()、newSingleThreadExecutor()等。线程池内部通过工作队列和拒绝策略来管理线程的创建、执行和销毁。

同步机制

为了保证线程间的正确性和一致性，需要引入同步机制。以下对同步机制进行详细说明：

1. 悲观锁/乐观锁：悲观锁假设线程并发访问共享资源时，必定会发生冲突，因此对共享资源进行加锁操作。乐观锁则假设线程并发访问共享资源时，冲突发生的概率很小，因此采用版本号或时间戳等方式来避免冲突。

   在Java中，可以使用synchronized关键字实现悲观锁。乐观锁可以使用CAS（Compare-And-Swap）操作来实现。

2. 读写锁：读写锁是一种比悲观锁更高效的同步机制。它允许多个线程同时读取数据，但只有一个线程可以写入数据。

   在Java中，可以使用ReentrantReadWriteLock类实现读写锁。

3. 条件变量：条件变量是一种线程间同步的机制，用于实现线程间的协作。线程在执行过程中，如果遇到某种条件不满足时，可以等待某个条件成立后再继续执行。

   在Java中，可以使用Object类中的wait()、notify()、notifyAll()方法实现条件变量。

4. 并发集合：并发集合是线程安全的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合类内部实现了线程安全的机制，使得线程在访问集合时不会出现数据不一致的问题。

并发工具类

Java提供了丰富的并发工具类，以下是一些常见的并发工具类：

1. Phaser：Phaser是一个可扩展的线程同步工具，可以用于实现多个线程间的协作。Phaser允许线程在执行过程中进行多次注册和注销，从而实现复杂的同步逻辑。

2. Exchanger：Exchanger是一个用于交换两个线程中数据的工具类。它允许两个线程在某个时刻交换数据，然后继续执行。

3. FutureTask：FutureTask是一个可以用于异步计算的工具类，它封装了线程的执行过程。FutureTask可以用于获取线程的执行结果。

4. 非阻塞算法：非阻塞算法是指线程在执行过程中，不需要等待其他线程释放锁或其他资源，而是通过其他方式来避免冲突。非阻塞算法可以提高程序的性能，但实现起来相对复杂。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis是一个基于SQL映射的持久层框架，它将Java对象映射到数据库表。以下对SQL映射进行详细说明：

1. 注解映射：MyBatis支持使用注解来映射SQL语句，方便开发者编写SQL代码。例如，@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解可以用于映射SQL语句。

2. 结果集映射：MyBatis可以将数据库查询结果映射到Java对象，包括单个字段映射、嵌套映射等。例如，@Result、@Results、@One、@Many等注解可以用于映射结果集。

3. 关联查询：MyBatis支持关联查询，可以将多个数据库表中的数据关联起来，形成完整的Java对象。例如，@One、@Many等注解可以用于映射关联关系。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态生成SQL语句。以下对动态SQL进行详细说明：

1. OGNL表达式：OGNL表达式是一种表达式语言，可以用于动态构建SQL语句。OGNL表达式支持对Java对象、集合等进行操作。

2. 分支语句：分支语句允许在SQL语句中根据条件执行不同的分支。例如， 、 、 、 等标签可以用于实现分支语句。

3. 批量操作：MyBatis支持批量操作，可以将多条SQL语句同时执行。例如， 标签可以用于实现批量操作。

缓存机制

MyBatis提供了两种缓存机制：

1. 一级缓存：一级缓存是SqlSession级别的缓存，用于缓存单个SqlSession的查询结果。一级缓存默认开启，无需配置。

2. 二级缓存：二级缓存是全局级别的缓存，用于缓存整个应用程序的查询结果。二级缓存需要配置，包括缓存类型、缓存实现类等。

自定义缓存

MyBatis允许自定义缓存，开发者可以自定义缓存实现，以满足特定需求。自定义缓存需要实现Cache接口，并配置到MyBatis配置文件中。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现动态代理，通过拦截器拦截数据库操作，实现动态代理执行流程。代理模式可以提高代码的可维护性和可扩展性。

插件拦截

MyBatis插件拦截是一种强大的扩展机制，开发者可以通过插件拦截数据库操作，实现自定义功能。插件拦截需要实现Interceptor接口，并配置到MyBatis配置文件中。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责数据库的连接、事务管理等。SqlSession生命周期包括创建、使用、提交、回滚、关闭等阶段。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，包括简单执行器、批量执行器、延迟加载执行器等，以满足不同场景的需求。

延迟加载

延迟加载是一种优化性能的技术，它允许在需要时才加载相关数据，从而减少资源消耗。在MyBatis中，可以通过@Lazy注解实现延迟加载。

类型处理器

MyBatis类型处理器用于处理Java类型和数据库类型之间的转换。例如，将数据库中的INT类型转换为Java中的Integer类型。

拦截器链

MyBatis拦截器链允许开发者拦截数据库操作，实现自定义功能。拦截器链的执行顺序可以通过配置文件进行设置。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等，方便开发者根据实际情况选择合适的方言。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细描述，我们可以发现这两个知识点在技术实现上存在着紧密的联系。例如，在并发编程中，线程池和BlockingQueue等工具类可以帮助我们在MyBatis框架中实现高效的数据访问。而在MyBatis中，缓存机制和插件拦截等特性，又为并发编程提供了更多可扩展性。了解这两个知识体系，有助于我们在实际项目中更好地应用并发编程和MyBatis技术，提高程序性能和可维护性。

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