并发编程与MyBatis精要

📕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。

Java程序员廖志伟

🌾阅读前,快速浏览目录和章节概览可帮助了解文章结构、内容和作者的重点。了解自己希望从中获得什么样的知识或经验是非常重要的。建议在阅读时做笔记、思考问题、自我提问,以加深理解和吸收知识。阅读结束后,反思和总结所学内容,并尝试应用到现实中,有助于深化理解和应用知识。与朋友或同事分享所读内容,讨论细节并获得反馈,也有助于加深对知识的理解和吸收。💡在这个美好的时刻,笔者不再啰嗦废话,现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来,我将为大家呈现正文内容。

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一、并发编程知识体系

线程基础

在计算机科学中,线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位,它是进程的一部分,是进程中的实际运作单位。线程具有以下特点:

  1. 线程的创建与销毁:线程的创建通常通过操作系统提供的API完成,如Java中的Thread类。线程的销毁通常由线程自身完成,当线程执行完毕或调用stop()方法后,线程进入死亡状态。

  2. 线程的调度:线程的调度由操作系统的调度器负责,调度器根据线程的优先级、线程状态等因素进行调度。Java中的线程调度采用优先级调度策略,线程优先级越高,获得CPU执行时间的机会越多。

  3. 线程的状态转换:线程生命周期包括新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态和死亡状态。线程的状态转换通常由线程的执行过程和外部事件触发。

  4. 线程的同步与互斥:线程在执行过程中,可能会访问共享资源,为了防止数据不一致,需要使用同步机制。常见的同步机制包括互斥锁、条件变量、信号量等。

线程生命周期

线程生命周期包括以下状态:

  1. 新建状态:线程创建后,进入新建状态,此时线程尚未启动。

  2. 就绪状态:线程创建后,调用start()方法,线程进入就绪状态,等待CPU调度。

  3. 运行状态:线程就绪后,由操作系统调度,线程进入运行状态,开始执行任务。

  4. 阻塞状态:线程在执行过程中,由于某些原因(如等待资源)而无法继续执行,进入阻塞状态。

  5. 死亡状态:线程执行完毕或者调用stop()方法后,线程进入死亡状态。

线程优先级

线程优先级表示线程执行时的优先程度,Java中线程优先级分为以下等级:

  1. MAX_PRIORITY:最高优先级,线程获得CPU执行时间的机会最多。

  2. MIN_PRIORITY:最低优先级,线程获得CPU执行时间的机会最少。

  3. NORM_PRIORITY:默认优先级,通常介于MAX_PRIORITY和MIN_PRIORITY之间。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程,它不是应用程序的主线程,而是为其他线程服务的线程。守护线程的终止不会影响应用程序的运行,但如果没有非守护线程在运行,应用程序将退出。

线程池

线程池是一种管理线程的方式,它可以有效地控制线程的数量,避免创建和销毁线程的开销。线程池的核心参数配置包括:

  1. 核心线程数:线程池中的核心线程数,即使没有任务执行,这些线程也会一直存在。

  2. 最大线程数:线程池中的最大线程数,当任务数量超过核心线程数时,会创建新的线程来处理任务。

  3. 队列类型:线程池中的工作队列类型,包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

  4. 拒绝策略:当任务数量超过最大线程数时,如何处理新任务。

同步机制

同步机制是保证线程安全的重要手段,常见的同步机制包括:

  1. 悲观锁:假设在多线程环境中,多个线程可能会同时访问同一资源,因此在访问资源之前,先对资源加锁,直到访问完成后再释放锁。

  2. 乐观锁:假设在多线程环境中,多个线程访问同一资源时不会发生冲突,因此在访问资源时不需要加锁,而是在更新资源时进行检查。

  3. 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。

  4. 条件变量:线程在等待某个条件成立时,可以挂起自己,直到条件成立时再继续执行。

并发集合

Java提供了多种并发集合,如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等,它们在多线程环境下可以保证线程安全。

BlockingQueue

BlockingQueue是一种线程安全的队列,它支持生产者-消费者模型,常见的BlockingQueue实现包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

并发工具类

Java提供了多种并发工具类,如Phaser、Exchanger、FutureTask等,它们可以简化并发编程。

非阻塞算法

非阻塞算法是指不使用锁来保证线程安全,而是通过其他手段来实现线程安全,如CAS原理、Atomic类等。

CAS原理

CAS(Compare and Swap)是一种无锁算法,它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的值。

Atomic类

Atomic类是Java提供的一组原子操作类,如AtomicInteger、AtomicLong等,它们可以保证线程安全。

无锁队列

无锁队列是一种不使用锁来保证线程安全的队列,常见的无锁队列实现包括ConcurrentLinkedQueue等。

并发框架

  1. Netty线程模型:Netty是一个高性能、异步事件驱动的网络应用框架,它采用主从多线程模型,可以有效地处理高并发场景。

  2. Akka Actor模型:Akka是一个基于Actor模型的并发框架,它可以将并发编程抽象为消息传递,简化并发编程。

  3. Disruptor环形缓冲区:Disruptor是一个高性能的并发队列,它采用环形缓冲区来存储数据,可以有效地减少锁的竞争。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是指将Java对象与数据库表之间的映射关系,MyBatis通过XML或注解来实现SQL映射。

注解映射

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

结果集映射

结果集映射是指将数据库表中的数据映射到Java对象中,MyBatis通过resultMap来实现结果集映射。

关联查询

关联查询是指查询多个表之间的数据,MyBatis通过联合查询或嵌套查询来实现关联查询。

动态SQL

动态SQL是指根据不同的条件动态生成SQL语句,MyBatis通过 、 、 等标签来实现动态SQL。

OGNL表达式

OGNL(Object-Graph Navigation Language)是一种表达式语言,MyBatis使用OGNL表达式来处理对象属性。

分支语句

分支语句是指根据不同的条件执行不同的SQL语句,MyBatis通过 标签来实现分支语句。

批量操作

批量操作是指同时执行多条SQL语句,MyBatis通过 标签来实现批量操作。

缓存机制

MyBatis提供了缓存机制,包括一级缓存和二级缓存。

一级缓存

一级缓存是MyBatis默认的缓存机制,它存储在SqlSession中,当同一个SqlSession查询相同的数据时,可以直接从缓存中获取。

二级缓存

二级缓存是MyBatis提供的另一种缓存机制,它存储在数据库中,当同一个数据库中的不同SqlSession查询相同的数据时,可以直接从缓存中获取。

自定义缓存

MyBatis允许自定义缓存,通过实现Cache接口来实现。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现Mapper接口,通过MapperProxy代理类来调用Mapper接口的方法。

插件拦截

MyBatis允许使用插件来拦截执行流程,通过实现Interceptor接口来实现。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理技术来实现Mapper接口,动态代理执行流程如下:

  1. 创建MapperProxy代理类。

  2. 创建InvocationHandler对象。

  3. 通过Proxy.newProxyInstance()创建代理对象。

  4. 调用代理对象的方法,执行Mapper接口的方法。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象,它负责执行数据库操作。SqlSession生命周期包括以下阶段:

  1. 创建SqlSession对象。

  2. 执行数据库操作。

  3. 关闭SqlSession对象。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型,如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等。

延迟加载

延迟加载是指在实际需要时才加载数据,MyBatis通过@Lazy注解来实现延迟加载。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制,可以通过实现Interceptor接口、TypeHandler接口等来扩展MyBatis的功能。

类型处理器

类型处理器是指将Java类型与数据库类型之间的映射关系,MyBatis通过TypeHandler接口来实现类型处理器。

拦截器链

拦截器链是指对数据库操作进行拦截,MyBatis通过Interceptor接口来实现拦截器链。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言,如MySQL、Oracle、SQL Server等,通过实现Dialect接口来实现方言支持。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis相关知识体系,从线程基础、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类等方面讲解了并发编程,从SQL映射、注解映射、结果集映射、关联查询、动态SQL等方面讲解了MyBatis。通过本文的学习,读者可以掌握并发编程和MyBatis的核心知识,为实际开发打下坚实基础。

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