并发编程与MyBatis核心解析-优快云博客

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📕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

并发编程在软件开发中扮演着至关重要的角色，它允许系统同时处理多个任务，从而提升程序的响应速度和资源利用率。在Java语言中，线程是实现并发编程的核心机制。以下是对线程基础知识的深入解析。

线程生命周期

Java线程的生命周期经历了五个不同的状态，每个状态都代表着线程在运行过程中可能遇到的不同情况：

新建（New）：当线程对象被创建时，它处于新建状态。在这个阶段，线程尚未分配到CPU资源，因此无法开始执行任务。
就绪（Runnable）：一旦线程对象获取到CPU资源，它就处于就绪状态。此时，线程等待被调度执行，即等待操作系统选择它来运行。
运行（Running）：线程开始执行任务，执行过程中可能会因为各种原因（如线程优先级、系统资源分配等）被其他线程抢占CPU资源。
阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待某个锁、等待I/O操作完成等）无法继续执行，它将进入阻塞状态，直到条件满足。
终止（Terminated）：线程完成任务或因异常退出后，进入终止状态。此时，线程的运行结束，操作系统会回收其占用的资源。

线程优先级

线程优先级决定了多个就绪线程的执行顺序。在Java中，线程优先级分为十个等级，从1（最低）到10（最高）。高优先级线程有更高的获取CPU资源的概率，但操作系统并不保证一定优先执行高优先级线程。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务。当没有其他非守护线程在运行时，守护线程将自动结束。例如，垃圾回收器就是一种守护线程，它在后台运行，负责回收不再使用的对象。

线程池

线程池是一种管理线程的容器，它能够提高程序的性能，减少频繁创建和销毁线程的开销。线程池的核心参数配置如下：

核心线程数：线程池中保持的最小线程数量。
最大线程数：线程池中最多可以同时运行的线程数量。
防止拒绝策略：当任务数量超过线程池的最大容量时，如何处理提交的任务。
工作队列：存放等待执行的任务的队列。
线程工厂：创建线程的工厂。

拒绝策略

当任务数量超过线程池的最大容量时，拒绝策略决定如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略包括：

AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException异常。
CallerRunsPolicy：调用者运行任务，即由提交任务的线程来执行。
DiscardPolicy：丢弃任务。
DiscardOldestPolicy：丢弃最早进入队列的任务。

工作队列类型

线程池的工作队列有以下几种类型：

直接提交队列（SynchronousQueue）：不保存任务，每个任务都需要线程立即执行。
阻塞队列（LinkedBlockingQueue）：支持任务保存，当队列满时，新提交的任务将阻塞。
有界队列（ArrayBlockingQueue）：支持任务保存，有固定大小的队列。
优先队列（PriorityBlockingQueue）：根据任务优先级保存任务。

同步机制

同步机制用于解决多线程并发执行时可能出现的资源竞争问题。以下是几种常见的同步机制：

悲观锁：假设在某个时刻，多个线程都会对同一资源进行修改，因此需要加锁，保证同一时刻只有一个线程可以访问该资源。
乐观锁：假设在某个时刻，多个线程不会同时修改同一资源，因此不加锁，但在操作过程中检查是否有其他线程已经修改了该资源，如果有，则重新开始操作。
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。

条件变量

条件变量是用于在线程间同步的一种机制。当一个线程在执行过程中需要等待某个条件成立时，它可以调用条件变量的相关方法，如await()、signal()和signalAll()。

并发集合

Java提供了一系列线程安全的集合类，以支持多线程环境下的数据操作。常见的并发集合有：

ConcurrentHashMap：基于分段锁（Segment Lock）实现的高效并发集合。
CopyOnWriteArrayList：线程安全的动态数组，适用于读多写少的场景。
BlockingQueue：线程安全的队列，支持阻塞操作。

并发工具类

Java并发编程还提供了一系列并发工具类，如：

Phaser：用于协调一组线程的执行，允许线程在执行过程中等待其他线程。
Exchanger：允许两个线程交换数据。
FutureTask：用于异步执行任务。
非阻塞算法：如乐观锁、CAS（Compare-And-Swap）等。

CAS原理

CAS是一种无锁算法，通过比较内存中的值和预期值，在值相等的情况下进行修改。它适用于并发环境下，可以减少线程间的竞争，提高程序性能。

Atomic类

Atomic类是一系列原子操作类，如AtomicInteger、AtomicLong等。它们提供了线程安全的原子操作，可以用于实现无锁算法。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS算法实现的线程安全队列，如ConcurrentLinkedQueue。

并发框架

一些常用的并发框架有：

Netty：基于NIO的异步事件驱动网络应用框架，适用于构建高性能、高并发的网络应用。
Akka：一个基于Actor模型的并发框架，适用于构建高并发、分布式系统。
Disruptor：一个高性能的并发队列，基于环形缓冲区，适用于构建高性能的并发场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis是一个强大的持久层框架，它将SQL语句与Java代码解耦。以下是SQL映射的相关知识：

注解映射：使用注解来映射SQL语句与Java对象之间的映射关系，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。
结果集映射：将数据库结果集中的字段与Java对象的属性进行映射，如@Result、@Results等。
关联查询映射：映射多表之间的关联关系，如@One、@Many等。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据不同的条件生成不同的SQL语句。以下是动态SQL的相关知识：

OGNL表达式：用于动态构造SQL语句中的条件表达式，如#{}、${}等。
分支语句：根据条件判断，选择不同的SQL语句执行，如、等。
批量操作：一次性执行多条SQL语句，如等。

缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，可以提高数据库访问效率。以下是缓存机制的相关知识：

一级缓存：会话级别的缓存，只缓存同一个会话中的数据。
二级缓存：全局级别的缓存，缓存整个应用的数据。
自定义缓存：自定义缓存实现，满足特定需求。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口的动态代理。以下是代理模式的相关知识：

MapperProxy：MyBatis提供的Mapper接口动态代理类。
插件：对MyBatis执行流程进行拦截，实现自定义功能。

动态代理执行流程

MyBatis的动态代理执行流程如下：

创建Mapper接口的动态代理对象。
调用代理对象的method()方法。
MyBatis根据方法名称查找对应的Mapper XML配置。
执行SQL语句并返回结果。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，负责执行数据库操作。以下是SqlSession生命周期相关知识：

获取SqlSession：通过SqlSessionFactory获取SqlSession。
使用SqlSession：执行数据库操作。
关闭SqlSession：释放数据库连接资源。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor。以下是执行器类型相关知识：

SimpleExecutor：每次执行SQL语句都创建新的Statement对象。
ReuseExecutor：重用已创建的Statement对象。
BatchExecutor：支持批量执行SQL语句。

延迟加载

延迟加载是一种懒加载技术，即在需要时才加载数据。MyBatis支持延迟加载，以下是其相关知识：

延迟加载策略：按需加载、按需返回、按需返回并更新缓存。
动态代理：实现延迟加载。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，允许自定义插件、拦截器、类型处理器等。以下是扩展机制相关知识：

插件：对MyBatis执行流程进行拦截，实现自定义功能。
拦截器：对数据库操作进行拦截，如事务管理、性能监控等。
类型处理器：将数据库类型转换为Java类型。

拦截器链

MyBatis拦截器链允许多个拦截器按顺序执行。以下是拦截器链相关知识：

拦截器：对数据库操作进行拦截，如事务管理、性能监控等。
拦截器链：按顺序执行多个拦截器。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQLServer等。以下是方言支持相关知识：

方言：针对不同数据库的SQL语句差异，提供不同的实现。
数据库配置：配置数据库方言，如标签。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis知识体系，包括线程基础、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、动态代理执行流程、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制、拦截器链和方言支持。这些知识点相互关联，有助于读者举一反三，提升编程能力。在实际开发中，我们需要根据具体需求，灵活运用这些知识点，提高程序性能和可维护性。

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