并发编程与MyBatis深度解析

📕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

并发编程是计算机科学中的一个重要领域，它允许计算机同时处理多个任务，从而提高系统的效率和响应速度。以下是对并发编程知识体系的详细解析，包括其核心概念、实现机制和常用工具。

线程基础

线程是并发编程中最基本的概念，它代表了一个独立运行的执行单元。线程的生命周期可以分为以下七个状态：

• 新建（New）：线程被创建，但尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程已经准备好执行，等待被调度器选中。
• 运行（Running）：线程正在CPU上执行。
• 阻塞（Blocked）：线程由于等待某些资源（如锁）而无法继续执行。
• 等待（Waiting）：线程在等待某个条件成立，直到被其他线程通知。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待某个条件成立，但设定了超时时间。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕，生命周期结束。

线程优先级决定了线程在执行时的优先级，Java中线程优先级从1（最低）到10（最高）。线程优先级是建议性的，调度器可能会根据实际情况调整。

守护线程是服务其他线程的线程，当所有非守护线程结束时，程序将退出。守护线程通常用于后台任务，如垃圾回收。

线程池是一组线程的集合，可以重复使用，提高性能。线程池通过复用线程来减少线程创建和销毁的开销，同时可以限制并发线程的数量。

核心参数配置

线程池的配置参数包括：

• 核心线程数：线程池中最小的线程数。
• 最大线程数：线程池中最大的线程数。
• 存活时间：空闲线程等待被回收的时间。
• 拒绝策略：当线程池中的线程数量达到最大值时，如何处理新任务。

线程池的工作队列类型包括：

• SynchronousQueue：所有插入操作都必须等待一个取操作完成，反之亦然。
• LinkedBlockingQueue：一个线程安全的链表。
• ArrayBlockingQueue：一个固定大小的数组。

同步机制

同步机制用于确保多个线程在访问共享资源时不会发生冲突。

• 悲观锁/乐观锁：悲观锁假设数据冲突的可能性很大，因此在进行操作前先加锁；乐观锁假设数据冲突的可能性很小，因此在进行操作前不加锁，操作后检查是否有冲突。

• 读写锁：读写锁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。这种锁适用于读多写少的场景。

• 条件变量：条件变量用于线程间的通信，允许线程在满足特定条件时进行等待或通知。

并发集合

并发集合是专门为并发环境设计的集合类，可以保证在多线程环境下的线程安全。

• ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap实现，通过分段锁技术提高并发性能。

• CopyOnWrite容器：CopyOnWrite容器在写操作时复制整个容器，读操作时读取副本，适用于读多写少的场景。

• BlockingQueue：阻塞队列，当队列满时，生产者线程会等待；当队列空时，消费者线程会等待。

并发工具类

并发工具类提供了一系列用于并发编程的工具，如：

• Phaser：Phaser是一种线程同步工具，可以用于实现复杂的并发控制，如任务分割、进度监控等。

• Exchanger：Exchanger允许两个线程在某个点交换数据。

• FutureTask：FutureTask表示一个异步计算的结果，可以用于获取异步执行的结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是避免使用锁的一种技术，通过原子操作和条件变量实现线程间的同步。

• CAS原理：CAS（Compare-And-Swap）是一种非阻塞算法，用于实现无锁编程。

• Atomic类：Atomic类提供了原子操作的方法，用于实现无锁编程。

• 无锁队列：无锁队列是一种基于CAS原理的并发队列。

并发框架

并发框架提供了一系列用于并发编程的工具和库，如：

• Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，提高并发性能。

• Akka Actor模型：Akka使用Actor模型实现并发编程，每个Actor都是一个独立的消息处理器。

• Disruptor环形缓冲区：Disruptor使用环形缓冲区实现高效的并发处理。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个强大的持久层框架，它通过映射接口和XML配置文件将Java对象与数据库表进行映射，从而简化了数据库操作。

SQL映射

MyBatis使用注解或XML配置文件来定义SQL映射。

• 注解映射：MyBatis使用注解来定义SQL映射，简化了XML配置。

• 结果集映射：MyBatis可以将数据库结果集映射到Java对象。

• 关联查询：MyBatis支持复杂的关联查询，如一对一、一对多和多对多。

• 动态SQL：MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态构建SQL语句。

OGNL表达式

OGNL表达式用于访问对象属性和执行简单操作。

• 访问对象属性：例如，user.getName()。

• 执行简单操作：例如，user.addAge(1)。

分支语句

MyBatis支持分支语句，可以根据条件执行不同的SQL片段。

• if标签：根据条件执行不同的SQL片段。

• choose、when、otherwise标签：类似于Java中的switch语句。

批量操作

MyBatis支持批量操作，可以同时执行多条SQL语句。

• 标签 ：用于执行批量插入、批量更新等操作。

缓存机制

MyBatis提供了强大的缓存机制，包括一级缓存、二级缓存和自定义缓存。

• 一级缓存：MyBatis默认的缓存，作用域为SqlSession。

• 二级缓存：基于namespace的缓存，作用域为应用程序。

• 自定义缓存：MyBatis允许自定义缓存，实现更复杂的缓存策略。

代理模式

MyBatis使用代理模式来封装数据库操作。

• Mapper接口：定义数据库操作的接口。

• MapperProxy：MyBatis使用MapperProxy来代理Mapper接口。

MapperProxy插件拦截

MyBatis允许插件拦截数据库操作，如SQL执行、参数处理等。

• 插件：自定义插件，用于拦截数据库操作。

• 拦截器：拦截器用于实现插件的功能。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理来生成Mapper接口的实现类。

• 动态代理：使用Java的动态代理技术生成Mapper接口的实现类。

• 代理类：代理类实现了Mapper接口，并拦截了数据库操作。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，用于执行数据库操作。

• 创建SqlSession：通过SqlSessionFactory创建SqlSession。

• 执行数据库操作：使用SqlSession执行数据库操作。

• 关闭SqlSession：关闭SqlSession，释放资源。

执行器类型

MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor。

• SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL语句的执行。

• ReuseExecutor：重用执行器，适用于批量操作。

• BatchExecutor：批处理执行器，适用于批量操作。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，可以在需要时才加载关联数据。

• 延迟加载：在需要时才加载关联数据，减少数据库访问量。

• 懒加载：延迟加载的一种实现方式。

扩展机制

MyBatis提供多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链和方言支持。

• 类型处理器：用于将数据库类型转换为Java类型。

• 拦截器链：用于拦截数据库操作，如SQL执行、参数处理等。

• 方言支持：支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细解析，我们可以看到这两个领域之间存在着紧密的联系。并发编程是实现高效数据处理的基础，而MyBatis则是在这个基础上构建的强大持久层框架。了解并发编程的知识，有助于我们更好地使用MyBatis，实现高效的数据库操作。

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