📕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）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、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。
💡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
并发编程是计算机科学中的一个重要领域，它涉及多线程、多进程、同步机制等概念。以下将详细阐述并发编程知识体系中的关键知识点，并深入探讨其技术实现细节。
- 线程基础
线程是并发编程的核心概念，它是程序执行的基本单位。线程具有以下特点：
（1）独立性：线程可以独立执行，互不干扰。在操作系统层面，线程是由CPU调度的基本单位，线程的执行状态由操作系统负责管理。
（2）并发性：多个线程可以同时执行。现代操作系统通过时间片轮转调度策略，实现多线程并发执行。
（3）共享性：线程可以共享内存资源。线程共享进程的地址空间，但每个线程有自己的堆栈和局部变量。
（4）竞争性：线程对资源进行竞争。在多线程环境中，线程需要竞争CPU时间、内存资源等。
线程的生命周期包括以下状态：
（1）新建状态（New）：线程创建后处于此状态。此时线程尚未启动，无法执行任何操作。
（2）就绪状态（Runnable）：线程被创建后，经过调度进入就绪状态。此时线程可以执行，但等待CPU时间。
（3）运行状态（Running）：线程正在执行。线程获得CPU时间，执行任务。
（4）阻塞状态（Blocked）：线程因等待某个条件而无法执行。如线程等待锁、I/O操作等。
（5）等待状态（Waiting）：线程因等待某个事件而无法执行。如线程等待某个条件成立。
（6）超时等待状态（Timed Waiting）：线程因等待某个事件而无法执行，并设置了超时时间。超时后线程会自动唤醒。
（7）终止状态（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止。终止的线程无法再被唤醒。
线程优先级：线程优先级决定了线程在多线程环境中的执行顺序。Java中线程优先级分为1（最低）~10（最高），优先级高的线程更容易获得CPU时间。
守护线程：守护线程是一种特殊线程，它不干涉程序的主要任务，而是在后台提供服务。当所有非守护线程结束时，守护线程也会随之结束。守护线程通常用于执行一些不需要关注返回结果的轻量级任务。
线程池：线程池是一组预先创建的线程，用于执行多个任务。线程池可以提高程序的性能，减少线程创建和销毁的开销。线程池的核心参数配置包括：
（1）核心线程数：线程池维护的核心线程数。即使任务较多，核心线程数不会增加。
（2）最大线程数：线程池维护的最大线程数。当任务量超过核心线程数时，会创建额外线程执行任务。
（3）空闲线程存活时间：空闲线程等待被回收的时间。超过此时间，空闲线程会被回收。
（4）工作队列：存放等待执行的任务队列。如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
（5）拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，如何处理无法执行的任务。如CallerRunsPolicy、AbortPolicy等。
- 同步机制
同步机制是并发编程中保证数据一致性和线程安全的关键技术。以下介绍几种常见的同步机制：
（1）悲观锁：假设在数据访问过程中，数据会被修改，因此在访问数据前加锁，确保数据的一致性。悲观锁的实现方式有synchronized关键字、ReentrantLock等。
（2）乐观锁：假设在数据访问过程中，数据不会发生冲突，因此在访问数据时，只检查数据版本，若版本一致则更新。乐观锁的实现方式有CAS操作、版本号等。
（3）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。读写锁的实现方式有ReentrantReadWriteLock等。
条件变量：条件变量用于线程间的同步，使线程在满足特定条件时才执行。条件变量的实现方式有Object.wait()、Object.notify()等。
- 并发集合
并发集合是专为并发编程设计的集合类，能够保证线程安全。以下介绍几种常见的并发集合：
（1）Vector：线程安全的动态数组。Vector使用synchronized关键字实现线程安全。
（2）ArrayList：线程不安全的动态数组。在实际应用中，可以通过Collections.synchronizedList()方法将ArrayList转换为线程安全的集合。
（3）LinkedList：线程不安全的链表。在实际应用中，可以通过Collections.synchronizedList()方法将LinkedList转换为线程安全的集合。
（4）CopyOnWriteArrayList：线程安全的动态数组，在写入时复制原数组。适用于读多写少的场景。
ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap。ConcurrentHashMap采用分段锁（Segment Lock）技术实现线程安全。
CopyOnWrite容器：基于CopyOnWriteArrayList实现，适用于读多写少的场景。CopyOnWrite容器在写入时复制原数据，读取时访问原数据。
BlockingQueue：线程安全的队列，支持阻塞操作。BlockingQueue的实现方式有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。
- 并发工具类
（1）Phaser：线程间的协作工具，支持并发编程中的多阶段操作。Phaser能够实现线程间的有序执行和同步。
（2）Exchanger：线程间交换数据。Exchanger允许两个线程在某个时刻交换数据。
（3）FutureTask：异步执行任务。FutureTask代表一个异步计算的结果。
非阻塞算法：在并发编程中，非阻塞算法可以提高程序性能。非阻塞算法通常利用CAS操作实现。
CAS原理：Compare-And-Swap，即比较并交换，用于实现无锁编程。CAS操作在硬件层面实现，具有较高的性能。
Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。Atomic类能够保证在多线程环境中对共享数据的原子操作。
无锁队列：基于CAS原理实现，支持并发访问。无锁队列能够保证在并发场景下高效地处理队列操作。
二、MyBatis知识体系
MyBatis是一个优秀的持久层框架，它对JDBC的操作数据库的过程进行了封装，使得我们可以用XML或注解的方式配置和建立映射，将配置或注解的信息自动应用到映射的SQL操作上。
- SQL映射
SQL映射是MyBatis的核心概念，它将实体类与数据库表进行映射。SQL映射可以通过XML文件或注解实现。
（1）XML映射：在MyBatis中，通过XML文件定义SQL映射。XML映射包括以下元素：
-
<mapper>：定义一个映射文件，包含多个SQL操作。 -
<select>：定义一个查询操作，返回实体类对象列表。 -
<insert>：定义一个插入操作。 -
<update>：定义一个更新操作。 -
<delete>：定义一个删除操作。
（2）注解映射：通过在实体类字段上添加注解，实现实体类与数据库表的映射。注解映射包括以下注解：
-
@Table：指定实体类对应的数据库表名。 -
@Column：指定实体类字段对应的数据库列名。
- 注解映射
注解映射是MyBatis提供的一种便捷的映射方式，通过在实体类字段上添加注解，实现实体类与数据库表的映射。注解映射的实现方式如下：
-
在实体类字段上添加
@Column注解，指定数据库列名。 -
在实体类上添加
@Table注解，指定数据库表名。
- 结果集映射
结果集映射用于将数据库查询结果映射到实体类上。MyBatis支持多种映射方式，如一对一、一对多、多对多等。
（1）一对一映射：用于实现实体类之间的单对单关系。一对一映射可以通过<resultMap>元素实现。
（2）一对多映射：用于实现实体类之间的单对多关系。一对多映射可以通过<collection>元素实现。
（3）多对多映射：用于实现实体类之间的多对多关系。多对多映射可以通过联合表实现。
- 关联查询
关联查询用于实现实体类之间的关联关系。MyBatis支持多种关联查询方式，如嵌套查询、延迟加载等。
（1）嵌套查询：通过在SQL映射中使用嵌套的<select>元素实现关联查询。
（2）延迟加载：在查询时，只加载实体类的主数据，关联数据在需要时再进行加载。
- 动态SQL
动态SQL用于根据不同条件执行不同的SQL语句。MyBatis提供 、 、 、 等标签实现动态SQL。
- OGNL表达式
OGNL表达式是Object-Graph Navigation Language的缩写，用于在MyBatis中访问实体类属性。OGNL表达式支持多种操作，如访问属性、执行方法等。
- 分支语句
分支语句用于实现多条件查询。分支语句可以通过<choose>、<when>、<otherwise>等标签实现。
- 批量操作
批量操作可以减少数据库访问次数，提高性能。批量操作可以通过<foreach>标签实现。
- 缓存机制
MyBatis提供一级缓存和二级缓存机制，用于提高查询效率。
（1）一级缓存：基于SqlSession的缓存，同一个SqlSession中的查询结果会存储在一级缓存中。
（2）二级缓存：基于namespace的缓存，同一个namespace的查询结果会存储在二级缓存中。
- 自定义缓存
自定义缓存允许用户自定义缓存实现，满足特定需求。自定义缓存需要实现Cache接口。
- 代理模式
MyBatis采用代理模式实现ORM映射，降低代码耦合度。代理模式将数据库操作封装在代理对象中，实现数据访问和业务逻辑分离。
- MapperProxy插件
MapperProxy是MyBatis提供的插件，用于拦截Mapper接口的执行过程。通过插件机制，可以实现自定义逻辑，如日志记录、性能监控等。
- 动态代理执行流程
动态代理执行流程包括代理生成、代理执行、结果返回等环节。代理生成通过Cglib或Javassist实现。
- SqlSession生命周期
SqlSession是MyBatis的核心对象，负责数据库连接、事务管理等功能。SqlSession的生命周期包括创建、使用、关闭等环节。
- 执行器类型
MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor等。执行器类型决定了数据库操作的执行方式。
- 延迟加载
延迟加载可以减少数据库访问次数，提高性能。延迟加载通过动态代理实现。
- 扩展机制
MyBatis提供多种扩展机制，如插件、拦截器等。通过扩展机制，可以实现自定义功能，如性能监控、日志记录等。
- 类型处理器
类型处理器用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。类型处理器通过注册到MyBatis中，实现类型转换。
- 拦截器链
拦截器链用于拦截SQL执行过程，实现自定义逻辑。拦截器链通过注册拦截器实现。
- 方言支持
MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。方言支持通过注册方言实现。
总结
本文详细阐述了并发编程和MyBatis知识体系中的关键知识点，并深入探讨了其技术实现细节。通过本文的学习，读者可以掌握并发编程的核心概念和MyBatis的使用方法，为实际项目开发提供有力支持。在实际开发过程中，我们可以根据具体需求选择合适的并发编程技术和MyBatis功能，以提高程序性能和可维护性。
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开源项目分享
| 项目名称 | 链接地址 |
|---|---|
| 高并发红包雨项目 | https://gitee.com/java_wxid/red-packet-rain |
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