并发编程与MyBatis精解

📕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

在并发编程中，线程是基本执行单元，它允许程序同时执行多个任务。线程的创建通常涉及到操作系统层面的调度和资源分配。在Java中，线程可以通过Thread类或者使用lambda表达式直接创建。

线程生命周期

线程的生命周期包括以下六个状态：

• 新建（New）：线程对象被创建后，处于新建状态，此时线程尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程创建后，调用start()方法，线程将进入就绪状态，等待CPU调度。
• 运行（Running）：线程被CPU调度执行，此时线程处于运行状态。
• 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待锁、等待I/O操作等）无法继续执行，进入阻塞状态。
• 等待（Waiting）：线程处于等待状态，等待某个条件成立时被唤醒。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程处于等待状态，等待特定时间后自动唤醒。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被其他线程中断，进入终止状态。

线程优先级

线程优先级在Java中是一个整数，范围从1（最低）到10（最高）。线程优先级并不保证线程一定能够获得更多的CPU时间，但它可以影响线程调度器的调度决策。

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，但不会阻塞程序执行。在Java中，可以通过设置线程的isDaemon()方法来将其设置为守护线程。当所有非守护线程结束时，程序将自动退出。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以提高应用程序的响应速度和性能。线程池的核心参数配置包括：

• 核心线程数：线程池中最小的工作线程数量。
• 最大线程数：线程池中最大的工作线程数量。
• 存活时间：空闲线程的存活时间。
• 工作队列：用于存放等待执行的任务的队列。
• 拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，新任务的处理策略。

拒绝策略

拒绝策略有多种实现，例如：

• 抛出异常：直接抛出RejectedExecutionException异常。
• 丢弃任务：不执行新任务，直接丢弃。
• 丢弃最旧任务：丢弃队列中最旧的任务，执行新任务。

工作队列类型

工作队列类型包括：

• LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列。
• ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列。
• SynchronousQueue：同步队列，不存储元素。

同步机制

同步机制用于保证线程在访问共享资源时的正确性，常见的同步机制包括：

悲观锁/乐观锁

• 悲观锁：在访问共享资源前先加锁，确保一次只有一个线程可以访问。
• 乐观锁：在访问共享资源时不加锁，只在更新数据时才加锁，通常使用版本号或时间戳。

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类实现读写锁。

条件变量

条件变量是一种线程同步机制，它允许线程在满足特定条件时等待，直到条件成立时才继续执行。在Java中，可以使用Object类的wait()和notify()方法实现条件变量。

并发集合

并发集合是专门为并发环境设计的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合类通常使用分段锁、CAS操作等机制来保证线程安全。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是Java中常用的线程安全集合，它基于分段锁实现。在ConcurrentHashMap中，数据被分成多个段，每个段有自己的锁，这样多个线程可以同时访问不同的段。

CopyOnWrite容器

CopyOnWriteArrayList是一种线程安全的容器，它通过复制整个容器来保证线程安全。在添加或删除元素时，它会创建一个新的容器副本，并更新这个副本。

BlockingQueue

BlockingQueue是一种线程安全的队列，它支持阻塞操作，如put、take等。在Java中，可以使用ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等实现。

并发工具类

并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等，它们提供了丰富的并发编程功能。

Phaser

Phaser是一种灵活的并发控制工具，它可以用于实现各种并发场景。在Phaser中，线程可以注册到某个阶段，并在阶段完成后继续执行。

Exchanger

Exchanger是一种线程间交换数据的工具，它允许两个线程在某个时刻交换数据。

FutureTask

FutureTask是一个可以表示异步计算结果的Future对象。它可以被用于获取异步执行的结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种在多线程环境中避免锁竞争的算法，如CAS原理、Atomic类和无锁队列等。

CAS原理

CAS（Compare-And-Swap）是一种非阻塞算法，它通过比较和交换操作来保证线程安全。在Java中，可以使用Atomic类实现CAS操作。

Atomic类

Atomic类是Java提供的一组线程安全类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类提供了原子操作的方法，可以保证操作的原子性。

无锁队列

无锁队列是一种线程安全的队列，它通过CAS原理实现。在无锁队列中，线程通过CAS操作来保证对队列的并发访问。

并发框架

并发框架包括Netty、Akka和Disruptor等，它们提供了丰富的并发编程功能。

Netty线程模型

Netty是一种高性能的NIO框架，它采用主从多线程模型。在Netty中，主线程负责处理I/O事件，从线程负责业务逻辑处理。

Akka Actor模型

Akka是一种基于Actor模型的并发框架，它允许应用程序以异步方式处理并发任务。在Akka中，每个Actor是一个独立的线程，它通过消息传递来与其他Actor通信。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor是一种高性能的环形缓冲区，它适用于高并发场景。在Disruptor中，环形缓冲区被分成多个槽位，每个槽位对应一个数据元素，线程通过CAS操作来保证对缓冲区的并发访问。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能之一，它将Java对象与数据库表进行映射。在MyBatis中，SQL映射可以通过XML文件或注解来实现。

注解映射

MyBatis支持使用注解进行SQL映射，如@Select、@Insert、@Update和@Delete等。这些注解可以简化SQL映射的配置。

结果集映射

结果集映射用于将数据库查询结果映射到Java对象。在MyBatis中，可以使用ResultMap来定义结果集映射关系。

关联查询

关联查询用于处理多表之间的关系，如一对一、一对多和多对多关系。在MyBatis中，可以使用<one-to-one>、<many-to-one>、<one-to-many>和<many-to-many>标签来实现关联查询。

动态SQL

动态SQL允许根据条件动态生成SQL语句，如OGNL表达式、分支语句和批量操作等。在MyBatis中，可以使用<if>、<choose>、<when>、<otherwise>和<foreach>标签来实现动态SQL。

缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，包括一级缓存、二级缓存和自定义缓存。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，它存储了最近一次查询的结果。当SqlSession关闭时，一级缓存会失效。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，它存储了所有SqlSession的查询结果。二级缓存可以在多个SqlSession之间共享。

自定义缓存

自定义缓存允许用户自定义缓存实现，以满足特定需求。在MyBatis中，可以通过实现Cache接口来创建自定义缓存。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口，从而实现动态代理。在MyBatis中，MapperProxy类用于实现动态代理。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis中用于实现动态代理的类。它通过代理技术拦截对Mapper接口方法的调用，并执行相应的SQL语句。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，如拦截查询、更新和删除等操作。在MyBatis中，可以通过实现Interceptor接口来创建插件。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理技术实现Mapper接口，动态代理执行流程包括代理对象的创建、方法调用和结果返回等。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责管理数据库连接、事务和查询等。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、ReusingExecutor和BatchExecutor等。

延迟加载

延迟加载是一种懒加载技术，它可以在需要时才加载数据。在MyBatis中，可以使用<association>和<collection>标签来实现延迟加载。

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等。

类型处理器

类型处理器用于将数据库数据转换为Java对象。在MyBatis中，可以通过实现TypeHandler接口来创建自定义类型处理器。

拦截器链

拦截器链允许用户自定义拦截器，以实现自定义功能。在MyBatis中，可以通过实现Interceptor接口来创建拦截器。

方言支持

方言支持允许MyBatis根据数据库类型使用不同的SQL语句。在MyBatis中，可以通过实现LanguageDriver接口来创建自定义方言。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis的知识体系，包括线程基础、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、并发框架、SQL映射、注解映射、结果集映射、关联查询、动态SQL、缓存机制、代理模式、插件拦截、动态代理执行流程、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制、类型处理器、拦截器链和方言支持等知识点。通过这些知识点的串联，读者可以更好地理解和掌握并发编程和MyBatis技术。

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