并发编程与MyBatis核心解析

📕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

线程基础

在并发编程中，线程作为执行的基本单位，其基础知识体系涵盖了线程的创建、运行、同步和通信等多个方面。线程的创建通常可以通过Java中的Thread类或Runnable接口来实现。Thread类提供了丰富的线程控制方法，如start()、run()、sleep()、yield()等。而Runnable接口则是一种更轻量级的实现方式，它只定义了一个run()方法，由线程执行。

线程生命周期

线程生命周期包括创建、就绪、运行、阻塞、等待和终止等状态。线程的创建通常发生在程序启动时，随后进入就绪状态，等待CPU调度。在运行状态中，线程会执行其任务，若遇到等待资源等情况，则会进入阻塞状态。当线程完成任务或被外部事件唤醒时，会进入等待状态。最终，线程会进入终止状态，释放其所占用的资源。

线程优先级

线程优先级决定了线程在CPU上的执行顺序。在Java中，线程优先级分为最大（10）到最小（1）共10个级别。线程的优先级可以通过setPriority()方法设置。需要注意的是，线程优先级只是建议，实际执行顺序可能受到系统调度策略的影响。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它不会阻塞主线程的执行。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。当所有非守护线程结束时，程序将退出。

线程池

线程池是一组预先创建的线程，用于执行多个任务。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、存活时间、工作队列类型和拒绝策略等。线程池可以有效地控制并发线程的数量，避免创建过多的线程导致系统资源耗尽。

拒绝策略

当线程池达到最大线程数时，拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略有AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行）、DiscardPolicy（丢弃任务）和DiscardOldestPolicy（丢弃最旧的）。

工作队列类型

工作队列用于存储等待执行的任务。常见的工作队列类型有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue和SynchronousQueue等。每种队列类型都有其特点和适用场景，例如，LinkedBlockingQueue适用于生产者消费者模型，而SynchronousQueue则适用于线程间的高效通信。

同步机制

同步机制用于保证线程之间的数据一致性。常见的同步机制有悲观锁、乐观锁、读写锁和条件变量等。悲观锁和乐观锁是两种常见的并发控制方法，它们分别适用于不同的场景。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。条件变量用于线程间的通信，可以让一个或多个线程等待某个条件成立。

并发集合

并发集合是一组线程安全的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。ConcurrentHashMap使用分段锁（Segment Locking）机制来提高并发性能，将数据分割成多个段，每个段有自己的锁，从而减少锁竞争。CopyOnWrite容器在写入操作时，会创建一个新副本，并在副本上进行修改，最后将原容器替换为副本。

并发工具类

并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等。Phaser是一种用于协调多个线程的并发工具，它可以跟踪线程的进度。Exchanger允许两个线程在某个时刻交换数据。FutureTask是一个可以表示异步计算结果的Future对象。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种不依赖于锁的并发算法，如CAS（Compare-And-Swap）算法。CAS算法通过比较内存中的值和预期值，如果相等，则将内存中的值替换为新值。这种算法在多处理器系统中具有较高的性能。

Atomic类

Atomic类是一组提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类通过内部机制保证操作的原子性，从而避免了多线程并发时的数据不一致问题。

无锁队列

无锁队列是一种不依赖于锁的队列，如LinkedBlockingQueue的无锁实现。这种队列通过CAS算法保证线程安全，从而提高了并发性能。

并发框架

并发框架包括Netty、Akka和Disruptor等。Netty采用主从多线程模型，主线程负责接收客户端连接，从线程负责处理业务逻辑。Akka Actor模型是一种基于消息传递的并发模型，它将每个线程封装成一个Actor，通过消息传递进行通信。Disruptor环形缓冲区是一种高性能的并发队列，它通过环形数组实现，并使用CAS算法保证线程安全。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能，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配置文件或注解来实现。XML配置文件提供了更灵活的映射方式，而注解则简化了映射过程。

注解映射

MyBatis支持使用注解进行SQL映射，如@Select、@Insert、@Update和@Delete等。通过这些注解，可以轻松地将Java对象的方法与数据库表的操作对应起来。

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，可以通过resultMap元素定义结果集映射，包括字段与Java对象属性的映射关系、关联查询等。

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。在MyBatis中，可以通过<one-to-one>、<many-to-one>、<one-to-many>和<many-to-many>等元素实现关联查询。

动态SQL

动态SQL允许在运行时动态构建SQL语句。在MyBatis中，可以通过<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等元素实现动态SQL。

OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）表达式用于在MyBatis中访问对象的属性。通过OGNL表达式，可以实现对Java对象属性的灵活访问和动态构建。

分支语句

分支语句用于根据条件执行不同的SQL语句。在MyBatis中，可以通过<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等元素实现分支语句。

批量操作

批量操作可以同时执行多个SQL语句，提高执行效率。在MyBatis中，可以通过<foreach>元素实现批量操作。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存和二级缓存机制，用于提高查询性能。一级缓存是SqlSession级别的缓存，它存储了最近执行过的SQL语句及其结果。二级缓存是Mapper级别的缓存，它存储了每个Mapper的查询结果。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，它存储了最近执行过的SQL语句及其结果。当SqlSession关闭时，一级缓存也会随之失效。

二级缓存

二级缓存是Mapper级别的缓存，它存储了每个Mapper的查询结果。二级缓存可以跨SqlSession共享，提高了系统性能。

自定义缓存

MyBatis允许自定义缓存，以适应不同的业务需求。通过实现org.apache.ibatis.cache.Cache接口，可以自定义缓存实现。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口，使得开发者可以像调用普通Java对象一样调用Mapper接口。这种实现方式简化了MyBatis的使用，提高了开发效率。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis中用于实现Mapper接口的代理类。它通过反射技术动态创建代理对象，并在代理对象上拦截方法调用，实现数据库操作。

插件拦截

MyBatis允许通过插件拦截SQL执行过程，以实现自定义功能。通过实现org.apache.ibatis.plugin.Interceptor接口，可以自定义插件，并在插件中拦截SQL执行过程。

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。在方法调用过程中，MyBatis会拦截方法调用，并执行相应的SQL语句。

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SQL执行等。SqlSession的生命周期通常与数据库会话相对应，当SqlSession关闭时，相关的数据库连接和事务也会随之关闭。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor等。每种执行器类型都有其特点和适用场景，例如，SimpleExecutor适用于简单查询，而BatchExecutor适用于批量操作。

延迟加载

延迟加载是一种按需加载策略，它可以在需要时才加载相关数据。在MyBatis中，可以通过实现org.apache.ibatis.executor.loader.BatchResultLoader接口，自定义延迟加载逻辑。

扩展机制

MyBatis提供了多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链和方言支持等。类型处理器用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。拦截器链用于拦截SQL执行过程，实现自定义功能。方言支持允许MyBatis根据不同的数据库类型执行不同的SQL语句。

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。在MyBatis中，可以通过实现org.apache.ibatis.type.TypeHandler接口，自定义类型处理器。

拦截器链

拦截器链用于拦截SQL执行过程，实现自定义功能。在MyBatis中，可以通过实现org.apache.ibatis.plugin.Interceptor接口，自定义拦截器，并将其添加到拦截器链中。

方言支持

方言支持允许MyBatis根据不同的数据库类型执行不同的SQL语句。在MyBatis中，可以通过实现org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory接口，自定义方言。

总结

并发编程和MyBatis是现代软件开发中不可或缺的技术。本文从线程基础、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、并发框架、SQL映射、动态SQL、缓存机制、代理模式、插件拦截、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制等方面，详细介绍了并发编程和MyBatis的知识体系。通过本文的学习，读者可以更好地理解并发编程和MyBatis的原理，并将其应用到实际项目中。

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