并发编程核心技术

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原创 2025-07-18 12:30:41 733 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

📕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。

🌾阅读前，快速浏览目录和章节概览可帮助了解文章结构、内容和作者的重点。了解自己希望从中获得什么样的知识或经验是非常重要的。建议在阅读时做笔记、思考问题、自我提问，以加深理解和吸收知识。阅读结束后，反思和总结所学内容，并尝试应用到现实中，有助于深化理解和应用知识。与朋友或同事分享所读内容，讨论细节并获得反馈，也有助于加深对知识的理解和吸收。💡在这个美好的时刻，笔者不再啰嗦废话，现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来，我将为大家呈现正文内容。

一、并发编程知识体系

线程基础线程的创建可以通过Java语言中的Thread类或Runnable接口实现。在创建线程时，开发者需要关注线程的执行栈、程序计数器、本地变量表等资源的分配。线程的同步可以通过synchronized关键字、ReentrantLock类、Semaphore信号量等机制实现，以确保线程间对共享资源的正确访问。线程通信可以通过wait()、notify()、notifyAll()方法以及CountDownLatch、CyclicBarrier等并发工具类实现。
线程生命周期线程生命周期从创建开始，经过新建、就绪、运行、阻塞、等待、超时等待、终止等状态。线程状态之间的转换受线程调度算法的影响，如时间片轮转算法、优先级调度算法等。
线程优先级 Java中的线程优先级分为最高、高、正常、低、最低五个等级，优先级高的线程可以获得更多的CPU时间片。线程优先级设置需要谨慎，以免造成线程饥饿或优先级反转问题。
守护线程守护线程是一种特殊的线程，当所有的非守护线程结束时，程序将退出，守护线程也会随之结束。守护线程通常用于执行后台任务，如垃圾回收器。
线程池线程池通过管理一组线程来执行任务，可以有效地控制线程的数量和分配。线程池的实现可以通过ThreadPoolExecutor类，配置核心线程数、最大线程数、线程存活时间、任务队列类型等参数。
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。常见的拒绝策略包括抛出异常、丢弃任务、丢弃并抛出异常、调用拒绝处理器等。
工作队列类型工作队列是线程池中存储任务的队列，常见的队列类型有阻塞队列、非阻塞队列等。阻塞队列在任务数量超过线程数时，会阻塞任务提交，而非阻塞队列则允许任务立即提交。
同步机制同步机制包括悲观锁和乐观锁。悲观锁认为并发冲突一定会发生，所以采取锁定机制；乐观锁认为并发冲突很少发生，所以采取非锁定机制，通过版本号或时间戳来检测冲突。
读写锁读写锁是一种可以同时允许多个线程读取，但只允许一个线程写入的锁。读写锁可以提高并发性能，适用于读多写少的场景。
条件变量条件变量是一种线程同步机制，可以使得线程在满足特定条件时阻塞，直到条件成立。条件变量通常与Lock类结合使用。
并发集合并发集合是一组线程安全的集合，包括ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合通过内部机制保证线程安全，如分段锁、读写锁等。
ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap是一种线程安全的HashMap，适用于高并发场景。它通过分段锁机制，将数据分为多个段，每个段独立加锁，从而提高并发性能。
CopyOnWrite容器 CopyOnWrite容器是一种基于数组的线程安全容器，适用于读多写少的场景。当写操作发生时，容器会创建一个新的数组，并将数据复制到新数组中。
BlockingQueue BlockingQueue是一种线程安全的队列，可以实现生产者-消费者模式。它支持阻塞操作，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包括Phaser、Exchanger、FutureTask等，用于实现并发编程中的各种场景。这些工具类简化了并发编程的复杂性。
非阻塞算法非阻塞算法是一种无需锁的并发算法，例如CAS（Compare-And-Swap）算法。CAS算法通过原子操作，在多线程环境中实现变量的原子更新。
CAS原理 CAS是一种无锁算法，通过比较内存中的值和预期值，如果相等，则更新内存中的值。CAS算法包括三个操作数：内存位置、预期值和新值。
Atomic类 Atomic类是一组线程安全的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类通过内部机制保证原子操作，适用于低级别的并发编程。
无锁队列无锁队列是一种基于CAS原理的线程安全队列。它通过原子操作保证队列操作的原子性，适用于高并发场景。
并发框架并发框架包括Netty、Akka、Disruptor等，用于实现高性能的并发编程。这些框架提供了一套完整的并发编程解决方案，包括线程池、锁、队列等。
Netty线程模型 Netty采用主从多线程模型，可以有效处理高并发场景。主线程负责接收和处理连接，从线程负责读写操作。
Akka Actor模型 Akka Actor模型是一种基于消息传递的并发模型，可以简化并发编程。Actor是一种抽象概念，表示一个可以发送和接收消息的实体。
Disruptor环形缓冲区 Disruptor环形缓冲区是一种高性能的并发队列，适用于高并发场景。它通过环形缓冲区、无锁队列和CAS算法实现高效的并发操作。

二、MyBatis知识体系

SQL映射 MyBatis通过XML或注解的方式，将SQL语句与Java对象进行映射。映射文件中定义了SQL语句、参数类型、结果类型等。
注解映射 MyBatis提供了一系列注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，用于定义SQL语句。注解映射简化了映射文件的编写。
结果集映射 MyBatis可以将查询结果映射到Java对象中，包括单列映射、多列映射、列表映射等。映射过程涉及类型处理器、结果集处理器等组件。
关联查询 MyBatis支持关联查询，可以将多个表的数据映射到同一个Java对象中。关联查询可以通过@One、@Many等注解实现。
动态SQL MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态拼接SQL语句。动态SQL通过<if>、<choose>、<where>、<foreach>等标签实现。
OGNL表达式 OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于访问Java对象中的属性。OGNL表达式在MyBatis中用于动态SQL和映射文件。
分支语句 MyBatis支持分支语句，可以根据条件执行不同的SQL语句。分支语句通过<if>标签实现。
批量操作 MyBatis支持批量操作，可以同时执行多个SQL语句。批量操作通过<foreach>标签实现。
缓存机制 MyBatis提供一级缓存和二级缓存，用于提高查询效率。一级缓存是SqlSession级别的缓存，二级缓存是全局缓存。
一级缓存一级缓存是SqlSession级别的缓存，用于存储SqlSession执行过的查询结果。一级缓存的作用是减少数据库访问次数，提高查询效率。
二级缓存二级缓存是全局缓存，用于存储应用程序中所有SqlSession的查询结果。二级缓存的作用是减少数据库访问次数，提高查询效率。
自定义缓存 MyBatis支持自定义缓存，可以通过实现Cache接口来定义自己的缓存机制。自定义缓存可以针对特定场景进行优化。
代理模式 MyBatis使用代理模式来创建SqlSession，提高了性能。代理模式使得SqlSession的创建和销毁更加灵活。
MapperProxy MapperProxy是MyBatis的代理类，用于处理SQL语句的执行。MapperProxy通过动态代理技术，实现了对Mapper接口的代理。
插件拦截 MyBatis支持插件拦截，可以在SQL执行过程中进行拦截，如日志记录、性能监控等。插件拦截通过实现Interceptor接口实现。
动态代理执行流程 MyBatis通过动态代理技术，实现了对Mapper接口的代理，从而实现了SQL语句的执行。动态代理执行流程涉及代理对象的创建、方法调用、结果处理等。
SqlSession生命周期 SqlSession是MyBatis的核心对象，负责执行SQL语句。SqlSession生命周期包括创建、使用、关闭等阶段。SqlSession的创建可以通过SqlSessionFactoryBuilder实现。
执行器类型 MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等，用于处理SQL语句的执行。不同类型的执行器适用于不同的场景。
延迟加载 MyBatis支持延迟加载，可以减少初始化时的资源消耗。延迟加载通过@Lazy注解实现。
扩展机制 MyBatis提供扩展机制，可以自定义插件、拦截器、类型处理器等。扩展机制使得MyBatis更加灵活，可以满足不同的需求。
类型处理器类型处理器是MyBatis的核心组件，用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。类型处理器通过实现TypeHandler接口实现。
拦截器链 MyBatis使用拦截器链来处理SQL语句的执行，包括预处理、执行、结果处理等阶段。拦截器链通过实现Interceptor接口实现。
方言支持 MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQLServer等，可以方便地切换数据库。方言支持通过实现Dialect接口实现。

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