并发编程与MyBatis核心知识

📕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核心领域，它研究的是如何在单个计算机上同时执行多个任务，以及如何合理地管理和协调这些任务的执行。以下是对并发编程知识体系的详细补充说明。

线程基础

线程是并发编程中最基本的执行单元。以下是线程的一些基础概念的技术实现细节：

• 线程生命周期：线程的生命周期管理涉及线程创建、调度、同步、通信等操作。操作系统通过线程控制块（TCB）来管理线程状态，通常包括创建、就绪、运行、阻塞、等待和终止状态。
• 线程优先级：线程优先级通过操作系统调度算法来实现，不同的操作系统和语言有不同的优先级设定方式。例如，在Java中，线程优先级被分为1到10共10个等级，优先级高的线程更有可能获得CPU时间。
• 守护线程：在Java中，守护线程通过设置setDaemon(true)方法来指定。守护线程的创建和使用需要注意，因为它们可能会影响程序的正常执行。
• 线程池：线程池是线程管理的一种优化方式，它允许程序重用一组线程而不是每次需要时都创建新的线程。线程池的实现通常包含线程池管理器、工作队列、拒绝策略等组件。

核心参数配置

线程池的核心参数配置是确保线程池高效运行的关键：

• 核心线程数：核心线程数决定了线程池的最小线程数量，线程池在空闲时可以保持这些线程。
• 最大线程数：最大线程数决定了线程池的最大线程数量，当任务量增加时，线程池可以创建更多线程来处理任务。
• 存活时间：存活时间是指线程池中空闲线程的存活时间，超过这个时间线程将被回收。
• 队列类型：不同的队列类型适用于不同的场景，如LinkedBlockingQueue适用于高并发场景，ArrayBlockingQueue适用于有界队列。

拒绝策略

当线程池达到最大线程数时，拒绝策略可以防止系统过载：

• AbortPolicy：默认策略，当线程池无法处理新任务时，抛出RejectedExecutionException异常。
• CallerRunsPolicy：当线程池无法处理新任务时，将任务回退给调用者线程执行。
• DiscardPolicy：当线程池无法处理新任务时，简单地丢弃任务。
• DiscardOldestPolicy：当线程池无法处理新任务时，丢弃最长时间的任务。

同步机制

同步机制是确保线程安全的关键：

• 悲观锁：悲观锁通过锁定数据来阻止其他线程对数据进行修改，例如Java中的synchronized关键字。
• 乐观锁：乐观锁通过版本号或者时间戳来检测数据是否被修改，例如使用CAS操作。
• 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，例如Java中的ReentrantReadWriteLock。
• 条件变量：条件变量允许线程在某些条件不满足时挂起，直到其他线程满足条件并发出通知，例如Java中的Condition。

并发集合

Java的并发集合提供了线程安全的集合操作：

• ConcurrentHashMap：使用分段锁（Segment Lock）来提高并发性能，每个段有自己的锁。
• CopyOnWrite容器：在写操作时复制整个底层数据结构，适用于读多写少的场景，例如CopyOnWriteArrayList。
• BlockingQueue：线程安全的队列实现，支持阻塞操作，例如LinkedBlockingQueue。

并发工具类

以下是一些常用的并发工具类：

• Phaser：用于协调多个线程的执行顺序，例如分阶段执行任务。
• Exchanger：用于在线程间交换数据，例如Exchanger<T>。
• FutureTask：用于异步执行任务，例如FutureTask<T>。

非阻塞算法

非阻塞算法通过无锁编程技术来避免线程阻塞：

• CAS原理：Compare-And-Swap，通过原子操作来更新数据，例如AtomicInteger。
• Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。
• 无锁队列：线程安全的无锁队列实现，例如ConcurrentLinkedQueue。

并发框架

以下是一些流行的并发框架：

• Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，其中主线程负责处理I/O事件，从线程负责业务逻辑处理。
• Akka Actor模型：基于Actor模型的并发框架，使用无状态、不可变的数据结构和消息传递来保证系统的健壮性。
• Disruptor环形缓冲区：高性能的并发队列实现，使用环形缓冲区来提高数据传输效率。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它简化了数据库操作，并提供了强大的映射功能。

SQL映射

MyBatis的SQL映射包括：

• 注解映射：使用注解如@Select、@Insert、@Update、@Delete等来定义SQL映射关系。
• 结果集映射：使用ResultMap将数据库结果集映射到Java对象，包括基本的类型映射和复杂类型映射。
• 关联查询：通过嵌套的ResultMap和@One、@Many注解来处理多表关联查询。
• 动态SQL：使用<choose>、<when>、<otherwise>等标签来根据条件动态构建SQL语句。

OGNL表达式

OGNL表达式用于在MyBatis中访问对象属性，其语法简洁且功能强大。

分支语句

MyBatis的分支语句允许根据多个条件执行不同的SQL语句。

批量操作

MyBatis支持批量操作，可以一次性执行多个SQL语句，提高数据库操作效率。

缓存机制

MyBatis的缓存机制分为一级缓存和二级缓存：

• 一级缓存：SqlSession级别的缓存，每个SqlSession独立，只对当前SqlSession内的操作有效。
• 二级缓存：Mapper级别的缓存，多个SqlSession共享，可以跨SqlSession持久化。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口来定义缓存策略。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口的动态代理，使得调用Mapper接口的方法实际上是通过代理对象来完成的。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis中用于实现Mapper接口动态代理的类，它通过反射来动态创建代理对象。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，可以扩展MyBatis的功能，例如拦截SQL执行、结果处理等。

动态代理执行流程

MyBatis通过动态代理技术实现Mapper接口的执行流程，包括代理对象的创建、方法调用、结果处理等。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，其生命周期包括创建、使用和关闭，管理着数据库操作。

执行器类型

MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等，它们针对不同的场景提供了不同的性能优化。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，可以在需要时才加载关联对象，提高查询性能。

扩展机制

MyBatis提供多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等，这些机制使得MyBatis更加灵活和可扩展。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis的相关知识点，并补充了技术实现细节，旨在帮助读者更深入地理解这两个技术领域。在实际应用中，合理运用并发编程和MyBatis技术，可以构建高性能、可扩展的系统。

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