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。

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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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