并发编程与MyBatis核心解析-优快云博客

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📘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

并发编程是现代计算机科学中的一个重要领域，它涉及到如何在多个任务之间共享资源和协调执行。以下是对并发编程知识体系的详细描述，并补充技术实现细节。

线程基础

线程是并发编程的基础单元，它代表了程序中的单个顺序控制流。以下是线程相关的基础知识：

线程生命周期

线程从创建到销毁会经历几个不同的状态，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）。

线程创建：在Java中，可以通过Thread类或Runnable接口创建线程。new Thread(Runnable target)或new Thread(Runnable target, String name)是创建线程的常用方式。
线程调度：线程的调度由操作系统的线程调度器负责，它根据线程的优先级、状态和CPU资源分配线程执行时间片。

线程优先级

线程优先级决定了线程在多线程环境中的调度顺序，操作系统会根据优先级分配CPU时间片。

优先级设置：在Java中，可以通过setPriority(int newPriority)方法设置线程的优先级，其中newPriority的值在Thread.MIN_PRIORITY和Thread.MAX_PRIORITY之间。

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，当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。

创建守护线程：使用setDaemon(true)方法可以将一个线程设置为守护线程。

线程池

线程池是一种管理线程的方式，它可以减少线程创建和销毁的开销，提高程序的性能。

线程池实现：Java提供了ExecutorService接口及其实现类，如ThreadPoolExecutor，用于创建和管理线程池。

核心参数配置

线程池的核心参数包括：

核心线程数：线程池中始终存在的线程数量。
最大线程数：线程池可以创建的最大线程数量。
队列类型：线程池中用于存储等待执行的任务的队列类型。
拒绝策略：当任务无法被线程池处理时，如何处理这些任务。
核心线程数和最大线程数：根据任务的性质和系统的资源限制来确定这两个参数的值。
队列类型：根据任务的特性选择合适的队列，如LinkedBlockingQueue适用于生产者-消费者模型。

拒绝策略

线程池的拒绝策略包括：

AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException异常。
CallerRunsPolicy：调用任务的线程自己执行该任务。
DiscardPolicy：不处理该任务，也不抛出异常。
DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的任务，再尝试执行当前任务。

工作队列类型

线程池的工作队列类型包括：

ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列。
LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列。
PriorityBlockingQueue：具有优先级的阻塞队列。
SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列。

同步机制

同步机制是并发编程中的关键，它用于控制对共享资源的访问。以下是几种常见的同步机制：

悲观锁/乐观锁

悲观锁：假设并发操作会冲突，因此每次访问共享资源时都加锁。Java中的synchronized关键字和ReentrantLock类是实现悲观锁的常用方式。
乐观锁：假设并发操作不会冲突，只有在更新数据时才检查是否有冲突。Java中的Atomic类和CAS操作是实现乐观锁的常用方式。

读写锁

读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只有一个线程可以写入。

读写锁实现：Java中的ReentrantReadWriteLock类提供了读写锁的实现。

条件变量

条件变量允许线程在某个条件不满足时等待，直到条件满足时被唤醒。

条件变量实现：Java中的Object类提供了wait()、notify()和notifyAll()方法，用于实现条件变量。

并发集合

Java提供了多种并发集合，用于在多线程环境中安全地存储数据。以下是一些常见的并发集合：

ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，通过分段锁（Segment Locking）实现。
CopyOnWriteArrayList：线程安全的ArrayList，适用于读多写少的场景，通过复制整个底层数组来实现线程安全。
CopyOnWriteArraySet：线程安全的HashSet，适用于读多写少的场景，同样通过复制整个底层数组来实现线程安全。

Concurrent工具类

Java并发包（java.util.concurrent）提供了一系列并发工具类，如：

Phaser：用于协调多个线程的执行，通过分阶段的方式协调线程的执行。
Exchanger：用于在线程之间交换数据，通过exchange()方法实现。
FutureTask：代表异步计算的结果，通过get()方法获取结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是并发编程中的重要技术，它允许线程在不等待锁的情况下执行操作。以下是一些非阻塞算法：

CAS（Compare-And-Swap）：比较并交换操作，用于实现无锁编程。Java中的Atomic类提供了CAS操作的支持。
Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等，通过内部机制保证操作的原子性。

并发框架

一些流行的并发框架包括：

Netty：高性能的NIO框架，通过事件驱动的方式处理并发连接。
Akka：基于Actor模型的并发框架，通过消息传递的方式实现并发。
Disruptor：高性能的环形缓冲区框架，通过无锁的方式实现高效的并发处理。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它消除了几乎所有的JDBC代码和手动设置参数以及获取结果集的过程。

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式将SQL语句与Java对象进行映射。

注解映射

MyBatis提供了多种注解来映射SQL语句，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。

@Select：用于映射查询SQL语句。
@Insert：用于映射插入SQL语句。
@Update：用于映射更新SQL语句。
@Delete：用于映射删除SQL语句。

结果集映射

MyBatis可以将查询结果映射到Java对象，包括基本类型、复杂类型和集合。

结果集映射过程：MyBatis首先解析XML或注解，确定SQL语句与Java对象的映射关系，然后执行SQL语句，最后将结果集映射到Java对象。

关联查询

MyBatis支持通过关联查询来映射多表之间的关系。

关联查询实现：MyBatis通过嵌套的<resultMap>和<association>元素来实现关联查询。

动态SQL

MyBatis允许使用动态SQL来构建SQL语句，例如OGNL表达式和分支语句。

动态SQL实现：MyBatis使用<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等标签来实现动态SQL。

缓存机制

MyBatis提供了两级缓存机制：

一级缓存：本地缓存，用于存储同一个SqlSession查询到的数据。
二级缓存：全局缓存，用于存储所有SqlSession共享的数据。

自定义缓存

MyBatis允许自定义缓存实现，以便更好地满足业务需求。

自定义缓存实现：通过实现org.apache.ibatis.cache.Cache接口来创建自定义缓存。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现动态代理，从而实现延迟加载。

代理模式实现：MyBatis通过MapperProxy类来实现动态代理，拦截接口方法的调用，并执行相应的SQL语句。

MapperProxy插件拦截

MyBatis使用MapperProxy来拦截接口方法的调用，并执行相应的SQL语句。

拦截过程：MapperProxy通过代理接口方法，在方法执行前后插入相应的逻辑，如日志记录、性能监控等。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责管理数据库连接和事务。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。

SqlSession创建：通过SqlSessionFactory的openSession()方法创建SqlSession。
SqlSession使用：执行SQL语句、管理事务等。
SqlSession关闭：通过SqlSession的close()方法关闭SqlSession，释放资源。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor，用于管理SQL语句的执行。

SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL语句执行。
ReuseExecutor：重用执行器，适用于批量SQL语句执行。
BatchExecutor：批处理执行器，适用于批量SQL语句执行。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，即在实际需要时才加载关联数据。

延迟加载实现：MyBatis通过<association>元素的fetchType属性来控制延迟加载。

类型处理器

MyBatis提供了类型处理器来处理Java类型和数据库类型之间的转换。

类型处理器实现：MyBatis通过TypeHandler接口来实现类型处理器。

拦截器链

MyBatis允许自定义拦截器来拦截SQL语句的执行，例如时间拦截器、日志拦截器等。

拦截器链实现：MyBatis通过Interceptor接口来实现拦截器，并通过拦截器链来管理多个拦截器。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等，以便于在不同数据库之间切换。

方言支持实现：MyBatis通过DatabaseIdProvider接口来实现方言支持。

总结

并发编程和MyBatis是现代软件开发中不可或缺的知识体系。掌握这些知识，可以帮助开发者写出高效、安全、可维护的代码。通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细描述，我们可以更好地理解和应用这些技术。在实际开发过程中，我们应该根据具体需求选择合适的技术，以达到最佳的性能和效果。

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