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

线程是并发编程的核心概念，它允许程序在单个进程中同时执行多个任务。以下是线程基础方面的详细技术实现细节：

线程生命周期：线程的生命周期包括创建（创建线程对象）、就绪（线程可被调度执行）、运行（正在执行）、阻塞（等待资源或等待某些事件）、等待（调用wait()方法进入等待状态）、超时（等待状态超过指定时间）、终止（线程执行完毕或被其他线程终止）。
线程优先级：Java中的线程优先级由一个整数表示，范围从1（最低）到10（最高）。线程优先级影响线程调度器的调度决策，但最终决策仍取决于操作系统。
守护线程：守护线程（也称为服务线程）是后台线程，用于执行辅助任务。当应用程序结束时，守护线程会自动结束，确保主程序能够正常退出。
线程池：线程池是管理线程的一种机制，它维护一组线程，可以重用这些线程来执行多个任务。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：线程池允许的最大线程数量。
- 工作队列类型：用于存放等待执行的任务的队列，例如LinkedBlockingQueue（链表阻塞队列）或ArrayBlockingQueue（数组阻塞队列）。
- 拒绝策略：当任务数量超过最大线程数时，线程池会采取拒绝策略，如AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行策略）、DiscardPolicy（丢弃策略）或DiscardOldestPolicy（丢弃最老策略）。

核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型

线程池的核心参数配置和工作队列类型的选择对线程池的性能至关重要。以下是详细的技术实现细节：

核心线程数：核心线程数应该根据应用程序的需求和系统资源来设置。设置过少可能导致资源浪费，设置过多可能导致系统过载。
最大线程数：最大线程数应该大于核心线程数，以便在任务量增加时能够动态扩展线程池。
队列类型：选择合适的工作队列类型可以影响线程池的性能和稳定性。例如，LinkedBlockingQueue适用于可预知任务数量的场景，而ArrayBlockingQueue适用于任务数量不确定但需要限制队列大小的场景。
拒绝策略：选择合适的拒绝策略可以防止任务堆积导致系统崩溃。例如，CallerRunsPolicy可以让调用者自己执行任务，避免任务丢失。

同步机制

同步机制是确保多线程环境下数据一致性和线程安全的关键。以下是几种同步机制的技术实现细节：

悲观锁：悲观锁假设数据冲突很常见，因此在操作数据之前先加锁。Java中的synchronized关键字就是一种悲观锁的实现。
乐观锁：乐观锁假设数据冲突很少发生，因此在操作数据之前不加锁，而是通过版本号或时间戳来判断数据是否被修改。Java中的CAS（Compare-And-Swap）操作就是一种乐观锁的实现。
读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但只有一个线程可以写入数据。Java中的ReentrantReadWriteLock是实现读写锁的一种方式。
条件变量：条件变量允许线程在满足特定条件时阻塞等待，直到条件成立时再继续执行。Java中的ReentrantLock与Condition接口可以用于实现条件变量。

并发集合

并发集合是为了解决多线程环境下集合操作的安全问题而设计的。以下是几种常见并发集合的技术实现细节：

ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap实现，它通过分段锁（Segment Locking）来提高并发性能。
CopyOnWriteArrayList：CopyOnWriteArrayList是线程安全的List实现，它在每次修改操作时都会创建一个新的数组副本，从而避免数据竞争。
CopyOnWriteArraySet：CopyOnWriteArraySet是线程安全的Set实现，它的工作原理与CopyOnWriteArrayList类似。

并发工具类

并发工具类提供了一系列用于线程间协调和同步的工具。以下是几种并发工具类的技术实现细节：

Phaser：Phaser是一个线程间的屏障，用于协调线程执行。它允许线程在执行到某个点时等待其他线程，然后一起继续执行。
Exchanger：Exchanger允许两个线程在某个点交换数据，然后继续执行。
FutureTask：FutureTask是一个可以用来异步执行计算的类，它可以获取计算结果或判断计算是否完成。
非阻塞算法：非阻塞算法利用CAS原理和Atomic类实现无锁队列，从而提高并发性能。

CAS原理、Atomic类、无锁队列

CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁编程技术，它通过比较内存中的值和预期的值，如果相同则交换值。以下是CAS原理、Atomic类和无锁队列的技术实现细节：

CAS原理：CAS操作包括三个操作数——内存位置、预期值和新值。如果内存位置的值与预期值相同，则将其更新为新值，否则不做任何操作。
Atomic类：Java中的Atomic类提供了一系列原子操作的支持，如AtomicInteger、AtomicLong等。
无锁队列：无锁队列利用CAS原理和Atomic类实现无锁队列，从而提高并发性能。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis使用映射文件或注解来定义SQL映射关系。以下是SQL映射的技术实现细节：

注解映射：使用注解（如@Select、@Insert、@Update、@Delete）来定义SQL映射关系，简化了映射文件的编写。
结果集映射：将查询结果映射到Java对象，可以使用XML或注解来实现。
关联查询：处理多表关联查询，可以使用元素或@Results注解来实现。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态构建SQL语句。以下是动态SQL的技术实现细节：

OGNL表达式：OGNL表达式用于动态构建SQL语句，它是一种表达式语言，可以访问对象属性和执行逻辑运算。
分支语句：根据条件动态拼接SQL语句，可以使用、、和元素来实现。
批量操作：同时执行多个SQL语句，可以使用元素来实现。

缓存机制

MyBatis的缓存机制可以提高数据库查询性能。以下是缓存机制的技术实现细节：

一级缓存：一级缓存是本地缓存，存储最近执行过的SQL语句及其结果。
二级缓存：二级缓存是全局缓存，存储不同会话之间的共享数据。
自定义缓存：自定义缓存实现，如Ehcache、Redis等。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现动态代理，以下是代理模式的技术实现细节：

MapperProxy：MapperProxy是MyBatis中用于实现动态代理的类，它通过反射机制动态生成代理对象。
插件拦截：通过插件拦截SQL执行过程，可以实现自定义功能，如日志记录、性能监控等。

动态代理执行流程

MyBatis的动态代理执行流程如下：

创建SqlSession。
创建Mapper接口的代理对象。
调用代理对象的方法，执行SQL语句。

SqlSession生命周期

SqlSession的生命周期如下：

创建SqlSession。
使用SqlSession执行数据库操作。
关闭SqlSession。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，以下是执行器类型的技术实现细节：

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

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，以下是延迟加载的技术实现细节：

延迟加载：在需要时才加载关联数据，可以提高应用程序的启动速度和性能。
代理模式：使用代理模式实现延迟加载，可以避免在初始化阶段加载所有关联数据。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，以下是扩展机制的技术实现细节：

类型处理器：处理类型转换问题，如将数据库中的字符串转换为Java中的对象。
拦截器链：拦截SQL执行过程，实现自定义功能，如日志记录、性能监控等。
方言支持：支持不同数据库的语法差异，如MySQL、Oracle等。

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并发编程和MyBatis在实际开发中的应用。在实际项目中，我们可以根据需求选择合适的并发编程模型和MyBatis配置，以提高应用程序的性能和可扩展性。

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