并发编程与MyBatis核心知识

📕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

在并发编程中，线程是执行的最小单位，它们可以并行执行任务，提高程序性能。线程的实现依赖于操作系统，不同操作系统对线程的调度策略有所不同。在Java中，线程通过java.lang.Thread类实现。

线程的实现机制：

• 用户级线程：由应用程序创建，操作系统不直接参与调度，由应用程序自己管理线程的生命周期。
• 内核级线程：由操作系统创建，操作系统负责线程的调度和管理。

线程的创建与启动：

• 使用Thread类或Runnable接口创建线程对象。
• 调用start()方法启动线程，此时线程进入就绪状态。

线程的同步机制：

• 互斥锁（Mutex）：确保同一时刻只有一个线程可以访问共享资源。
• 读写锁（RWLock）：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：线程在等待某个条件成立时，会进入等待状态，直到其他线程满足条件并唤醒它。

线程生命周期

线程从创建到销毁，会经历以下几个阶段：

1. 新建（New）：通过new Thread()创建线程对象，此时线程处于不可运行状态。
2. 就绪（Runnable）：线程调用start()方法后，进入就绪状态，等待被调度执行。
3. 运行（Running）：线程获得CPU时间，开始执行。
4. 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待资源）无法继续执行，进入阻塞状态。
5. 等待（Waiting）：线程调用wait()方法，进入等待状态，直到其他线程调用notify()或notifyAll()方法唤醒它。
6. 超时等待（Timed Waiting）：线程调用wait(long timeout)方法，进入超时等待状态，在指定时间内未收到唤醒，则自动唤醒。
7. 终止（Terminated）：线程执行完毕，生命周期结束。

线程优先级

线程优先级决定了线程在多个线程争夺CPU资源时的优先顺序。Java中，线程优先级分为10个等级，范围从1（最低）到10（最高）。线程优先级是一种建议，操作系统可以根据实际情况调整。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它依赖于其他线程的执行，当其他线程执行完毕时，守护线程也会自动结束。守护线程通常用于执行后台任务，如垃圾回收。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以提高程序的性能，避免频繁创建和销毁线程的开销。线程池的核心参数包括：

• 核心线程数：线程池中维护的核心线程数，即使没有任务也会保持运行。
• 最大线程数：线程池允许的最大线程数，当任务量较大时，线程池会创建更多的线程。
• 保持活跃时间：空闲线程在终止前保持活跃的时间。
• 工作队列：存储等待执行的任务队列，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
• 拒绝策略：当任务无法被处理时，采取的拒绝策略，如AbortPolicy、CallerRunsPolicy等。

同步机制

同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时的数据竞争问题。常见的同步机制包括：

• 悲观锁：假定并发访问会导致数据不一致，采用锁机制保证同一时刻只有一个线程可以访问共享资源。
• 乐观锁：假定并发访问不会导致数据不一致，通过版本号或时间戳等方式检测数据是否被修改。
• 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：线程在等待某个条件成立时，会进入等待状态，直到其他线程满足条件并唤醒它。

并发集合

Java并发集合是专门为并发操作设计的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合类内部采用了多种并发控制机制，确保线程安全。

BlockingQueue

BlockingQueue是一个线程安全的队列，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提供了许多并发工具类，如Phaser、Exchanger、FutureTask等，用于简化并发编程。

非阻塞算法

非阻塞算法通过原子操作和volatile关键字保证操作的原子性，避免了锁的使用，提高了程序性能。

CAS原理

CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁编程技术，通过原子操作保证操作的原子性。

Atomic类

Atomic类提供了线程安全的原子操作，如AtomicInteger、AtomicLong等。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS操作的线程安全队列，如ConcurrentLinkedQueue。

并发框架

常见的并发框架包括：

• Netty：一个高性能的NIO框架，用于构建网络应用程序。
• Akka：一个基于Actor模型的并发框架，用于构建高并发、分布式系统。
• Disruptor：一个高性能的并发队列，采用环形缓冲区和CAS操作。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML文件或注解的方式定义SQL映射，将Java对象与数据库表进行映射。

注解映射

MyBatis提供了多种注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，用于定义SQL映射。

结果集映射

MyBatis将数据库表与Java对象进行映射，包括字段映射、类型映射等。

关联查询

MyBatis支持一对一、一对多、多对一、多对多等关联查询，通过嵌套结果或关联查询的方式实现。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以通过<if>、<choose>、<foreach>等标签实现条件判断、循环等操作。

OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于访问对象属性、执行方法等操作。

分支语句

MyBatis支持分支语句，可以根据条件执行不同的SQL片段。

批量操作

MyBatis支持批量操作，如批量插入、批量更新等。

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SqlSession级别的缓存，用于存储最近执行过的查询结果。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，用于存储查询结果，供多个SqlSession共享。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口自定义缓存策略。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现数据库操作，通过代理对象调用数据库。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis的代理类，用于封装数据库操作。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，可以在执行数据库操作前或后进行自定义操作。

动态代理执行流程

MyBatis通过动态代理技术实现数据库操作，执行流程如下：

1. 创建代理对象。
2. 调用代理对象的方法。
3. 执行数据库操作。
4. 返回结果。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，其生命周期包括创建、使用和关闭。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如简单执行器、批量执行器、缓存执行器等。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，在需要时才加载关联数据。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等。

类型处理器

类型处理器用于处理Java类型与数据库类型的转换。

拦截器链

拦截器链用于在执行数据库操作前后进行拦截，如日志记录、事务管理等。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis相关知识体系，包括线程基础、线程生命周期、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、非阻塞算法、CAS原理、Atomic类、无锁队列、并发框架、MyBatis的SQL映射、注解映射、结果集映射、关联查询、动态SQL、OGNL表达式、分支语句、批量操作、缓存机制、一级缓存、二级缓存、自定义缓存、代理模式、MapperProxy、插件拦截、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、类型处理器、拦截器链、方言支持等内容。通过这些知识点的串联，读者可以更好地理解并发编程和MyBatis的原理和应用。

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