并发编程核心知识

📕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

线程基础 线程是并发编程的核心，它允许程序同时执行多个任务。在Java中，线程是通过Thread类来创建和管理的。线程的创建可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来实现。线程的生命周期管理包括线程的启动、暂停、恢复和终止等操作。线程状态的变化是线程管理的关键点，Java线程的生命周期包括新建（NEW）、就绪（RUNNABLE）、运行（RUNNING）、阻塞（BLOCKED）、等待（WAITING）、超时等待（TIMED_WAITING）和终止（TERMINATED）六个状态。

线程优先级 线程优先级是操作系统调度线程执行的一个重要依据。在Java中，线程优先级分为10个等级，从1（最低）到10（最高）。线程的优先级越高，被CPU调度的概率越大。但是，线程优先级并不能保证线程一定会被优先执行，它只是给线程调度提供了一个优先级的参考。

守护线程 守护线程（Daemon Thread）是一种特殊的线程，它依赖于其他线程而运行。当所有非守护线程结束时，守护线程也会随之结束。在Java应用程序中，通常使用守护线程来执行一些后台任务，如垃圾回收器。

线程池 线程池是管理一组线程的容器，它可以减少创建线程的开销，提高应用程序的响应速度。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间、工作队列和拒绝策略。工作队列用于存放等待执行的任务，常见的队列有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

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。常见的拒绝策略有AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行）、DiscardPolicy（丢弃任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃最老的任务）等。

同步机制 同步机制是确保线程安全的重要手段。在Java中，常用的同步机制包括synchronized关键字、ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier等。这些机制可以保证在同一时刻只有一个线程能够访问共享资源。

悲观锁/乐观锁 悲观锁和乐观锁是两种处理并发问题的策略。悲观锁假设并发操作会导致冲突，因此在操作开始时就加锁；乐观锁则假设并发操作不会导致冲突，只有在操作完成后才检查是否需要加锁。在Java中，可以使用synchronized关键字实现悲观锁，而乐观锁可以通过CAS（Compare-And-Swap）操作实现。

读写锁 读写锁允许多个线程同时读取资源，但只允许一个线程写入资源。读锁和写锁可以同时存在，但写锁会阻塞其他所有读锁和写锁。在Java中，可以使用ReentrantReadWriteLock实现读写锁。

条件变量 条件变量是一种线程间的通信机制，用于在线程之间传递条件。线程可以等待某个条件成立，或者通知其他线程某个条件成立。在Java中，可以使用Object类的wait()、notify()和notifyAll()方法实现条件变量。

并发集合 并发集合是线程安全的集合类，包括ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合类提供了线程安全的操作，确保在多线程环境下不会出现数据不一致的问题。

CopyOnWrite容器 CopyOnWrite容器是一种线程安全的集合，每次修改操作都会创建一个新的副本，避免了线程间的竞争。在Java中，可以使用CopyOnWriteArrayList实现CopyOnWrite容器。

BlockingQueue BlockingQueue是一种线程安全的队列，支持生产者-消费者模型。常见的阻塞队列有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。BlockingQueue提供了阻塞的put()和take()方法，使得生产者和消费者可以在队列达到指定条件时阻塞等待。

并发工具类 并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等，用于简化并发编程。这些工具类提供了丰富的并发编程功能，如线程间的同步、数据交换、任务执行等。

非阻塞算法 非阻塞算法是指不使用锁或信号量等同步机制，通过其他方式保证线程安全。在Java中，可以使用CAS操作实现非阻塞算法。

CAS原理 CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁算法，通过比较内存中的值和期望值，如果相等则将内存中的值替换为新值。在Java中，可以使用Atomic类实现CAS操作。

Atomic类 Atomic类是Java并发包中提供原子操作的类，包括AtomicInteger、AtomicLong等。这些类提供了原子性的读、写、比较和交换操作，确保在多线程环境下不会出现数据不一致的问题。

无锁队列 无锁队列是一种不使用锁的线程安全队列，通过CAS操作保证线程安全。在Java中，可以使用ConcurrentLinkedQueue实现无锁队列。

并发框架 并发框架包括Netty、Akka、Disruptor等，它们提供了高效的并发编程解决方案。这些框架提供了丰富的并发编程功能，如线程池管理、消息传递、事件驱动等。

Netty线程模型 Netty是一种高性能、可扩展的网络应用程序框架，其线程模型为NIO模型，可以处理高并发连接。Netty使用主从多线程模型，主线程负责处理连接的建立和销毁，从线程负责处理读写操作。

Akka Actor模型 Akka是一个基于Actor模型的并发框架，它将并发编程抽象为Actor之间的消息传递。Actor是一个轻量级的线程，可以并发地执行任务。Akka通过Actor系统实现了线程安全的数据共享和通信。

Disruptor环形缓冲区 Disruptor是一种高性能的并发队列，其核心数据结构为环形缓冲区，可以处理高并发数据。Disruptor通过环形缓冲区和发布-订阅模式实现了高效的并发数据传输。

二、MyBatis知识体系

SQL映射 MyBatis使用XML或注解的方式定义SQL映射，将Java对象与数据库表进行映射。在XML映射文件中，可以使用

、、、等标签定义SQL语句。在注解映射中，可以使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解标注方法。 注解映射 MyBatis支持使用注解定义SQL映射，例如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。通过注解映射，可以简化SQL映射的定义，提高代码的可读性和可维护性。 结果集映射 MyBatis可以将数据库查询结果映射到Java对象，通过@Result、@Results等注解实现。在结果集映射中，可以指定列名、属性名、类型处理器等信息。 关联查询 MyBatis支持多表关联查询，通过@One、@Many等注解实现。在关联查询中，可以指定关联关系、加载策略等信息。 动态SQL MyBatis支持动态SQL，通过、、、等标签实现。动态SQL可以根据条件动态地构建SQL语句，提高SQL语句的灵活性和可维护性。 OGNL表达式 MyBatis使用OGNL表达式进行数据绑定和条件判断。OGNL表达式是一种基于表达式语言的强大工具，可以方便地实现数据绑定和条件判断。 分支语句 MyBatis支持分支语句，通过、、等标签实现。分支语句可以根据条件执行不同的SQL语句，提高SQL语句的灵活性。 批量操作 MyBatis支持批量操作，通过标签实现。批量操作可以将多个SQL语句合并为一个，提高数据库操作的效率。 缓存机制 MyBatis支持一级缓存和二级缓存，可以减少数据库访问次数，提高应用程序性能。一级缓存是SqlSession级别的缓存，当SqlSession关闭时，一级缓存会失效。二级缓存是全局缓存，可以跨SqlSession使用。 一级缓存 一级缓存是SqlSession级别的缓存，当SqlSession关闭时，一级缓存会失效。一级缓存可以减少数据库访问次数，提高应用程序性能。 二级缓存 二级缓存是全局缓存，可以跨SqlSession使用。通过@Cache、@CacheNamespace等注解实现二级缓存，可以进一步提高应用程序的性能。 自定义缓存 MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口实现。自定义缓存可以根据业务需求，实现特定的缓存策略，提高应用程序的性能。 代理模式 MyBatis使用代理模式实现动态代理，代理Mapper接口。通过动态代理，MyBatis可以在运行时生成代理对象，代理对象负责执行SQL映射。 MapperProxy MapperProxy是MyBatis中用于实现动态代理的类。MapperProxy通过反射机制，动态地生成代理对象，代理对象负责执行SQL映射。 插件拦截 MyBatis支持插件拦截，通过实现Interceptor接口实现。插件拦截可以在SQL执行过程中，拦截方法调用，执行特定的操作。 动态代理执行流程 MyBatis通过动态代理实现Mapper接口，拦截方法调用，执行SQL映射。在执行过程中，MyBatis会解析XML映射文件或注解，生成SQL语句，并将参数传递给数据库执行。 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。在SqlSession的生命周期中，MyBatis负责管理数据库连接、事务和缓存等。 执行器类型 MyBatis支持多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReusingExecutor、BatchExecutor等。不同的执行器类型具有不同的性能特点，可以根据业务需求选择合适的执行器类型。 延迟加载 MyBatis支持延迟加载，通过@Lazy注解实现。延迟加载可以减少数据库访问次数，提高应用程序性能。 扩展机制 MyBatis支持扩展机制，通过实现Interceptor、TypeHandler、Plugin等接口实现。扩展机制可以扩展MyBatis的功能，满足特定的业务需求。 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，可以使用TypeHandler实现自定义的类型转换。 拦截器链 MyBatis使用拦截器链处理SQL执行过程。拦截器链可以拦截SQL执行过程中的各个环节，如参数处理、结果处理等。 方言支持 MyBatis支持方言，如MySQL方言、Oracle方言等，通过实现VENDOR接口实现。方言支持可以方便地处理不同数据库的特定语法和功能。 📥博主的人生感悟和目标 希望各位读者大大多多支持用心写文章的博主，现在时代变了，信息爆炸，酒香也怕巷子深，博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热，所以，赶紧动动你的小手，点波关注❤️，点波赞👍，点波收藏⭐，甚至点波评论✍️，都是对博主最好的支持和鼓励！ - 💂 博客主页： Java程序员廖志伟 - 👉 开源项目：Java程序员廖志伟 - 🌥 哔哩哔哩：Java程序员廖志伟 - 🎏 个人社区：Java程序员廖志伟 - 🔖 个人微信号： SeniorRD 📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。这些书籍包括了基础篇、进阶篇、架构篇的📌《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》📌，以及📚《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》📚。具体出版计划会根据实际情况进行调整，希望各位读者朋友能够多多支持！ 🔔如果您需要转载或者搬运这篇文章的话，非常欢迎您私信我哦~