并发编程与MyBatis核心技术

📕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

线程是并发编程的基础，它是程序中执行流的最小单元。在Java中，线程是通过java.lang.Thread类实现的，其本质是操作系统能够进行运算调度的最小单位。线程的创建可以通过Thread类直接实例化，也可以通过继承Thread类并重写run方法来实现，或者通过实现Runnable接口并传递给Thread对象来创建。

线程生命周期：

1. 新建（New）：通过new Thread()创建线程对象时，线程处于新建状态。
2. 就绪（Runnable）：线程创建后，调用start()方法使线程处于就绪状态，等待CPU调度。
3. 运行（Running）：线程被CPU调度并开始执行，直到结束或被阻塞。
4. 阻塞（Blocked）：线程因等待某些条件（如同步锁、I/O操作等）而暂停执行。
5. 死亡（Terminated）：线程执行完毕或被其他线程中断，进入终止状态。

线程优先级、守护线程

线程优先级决定了线程在执行时的优先级，Java中的线程优先级是一个整数，范围从1（最低）到10（最高）。线程优先级是相对的，实际执行顺序由JVM的调度策略决定。守护线程（Daemon Thread）是一种特殊的线程，它为其他非守护线程提供服务，当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。

线程池

线程池是一组预先创建的线程，这些线程可以被重复利用，从而减少线程创建和销毁的开销。Java中的线程池通过java.util.concurrent.ExecutorService接口及其实现类如ThreadPoolExecutor来管理。

核心参数配置：

• 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，当任务数量超过核心线程数时，会创建新线程。
• 队列类型：任务队列的类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等，用于存放等待执行的任务。

拒绝策略：

• AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException异常。
• CallerRunsPolicy：调用者运行该任务。
• DiscardPolicy：丢弃任务，不抛出异常。
• DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最早的任务。

同步机制

同步机制用于控制多个线程对共享资源的访问，以避免竞态条件。Java提供了多种同步机制，包括同步代码块、同步方法和锁。

悲观锁/乐观锁：

• 悲观锁：假设冲突将会发生，在操作数据前先加锁，如synchronized关键字。
• 乐观锁：假设冲突不会发生，在更新数据时检查版本号或时间戳，如java.util.concurrent.atomic包中的原子类。

读写锁：

• 读写锁允许多个线程同时读取数据，但只允许一个线程写入数据，如java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock。

条件变量：

• 条件变量允许线程在某个条件成立之前阻塞，条件成立时被唤醒，如java.util.concurrent.locks.Condition。

并发集合

并发集合是专为并发环境设计的集合类，如ConcurrentHashMap，它提供了线程安全的集合操作。

CopyOnWrite容器：

• 当有线程修改共享数据时，容器会创建一个副本进行修改，而不是直接修改原始数据，如java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList。

BlockingQueue

BlockingQueue是线程安全的队列，它支持阻塞操作，如java.util.concurrent.BlockingQueue接口及其实现类。

并发工具类

Phaser：

• Phaser是一个线程协调工具，用于管理线程间的协作，如java.util.concurrent.Phaser。

Exchanger：

• Exchanger允许两个线程在某个点交换数据，如java.util.concurrent.Exchanger。

FutureTask：

• FutureTask代表了一个异步计算的结果，如java.util.concurrent.FutureTask。

非阻塞算法

非阻塞算法通过原子操作来实现，无需锁机制，如java.util.concurrent.atomic包中的原子类。

CAS原理：

• CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁算法，通过原子操作来更新变量。

Atomic类：

• Atomic类提供了原子性的操作，如AtomicInteger、AtomicLong等。

无锁队列：

• 无锁队列通过原子操作来保证线程安全，如java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceArray。

并发框架

Netty线程模型：

• Netty使用主从多线程模型，主线程负责接收请求，从线程负责处理业务逻辑。

Akka Actor模型：

• Akka使用Actor模型，每个Actor代表一个任务，通过消息传递来协同工作。

Disruptor环形缓冲区：

• Disruptor使用环形缓冲区来提高并发性能。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过映射文件或注解来将Java对象与SQL语句进行映射。

注解映射：

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

结果集映射：

• MyBatis通过映射文件或注解来定义Java对象与数据库表之间的映射关系，包括字段映射、关联映射等。

关联查询：

• MyBatis支持级联查询和嵌套查询，用于处理一对多、多对多等关联关系。

动态SQL：

• MyBatis支持动态SQL，根据条件动态构建SQL语句，如<if>、<choose>、<foreach>等标签。

OGNL表达式、分支语句、批量操作

OGNL表达式用于在MyBatis中访问对象属性或执行运算，如@OGNL注解。

分支语句：

• MyBatis支持if-else语句，根据条件执行不同的SQL语句。

批量操作：

• MyBatis支持批量插入、批量更新等操作，提高数据库操作效率。

缓存机制

MyBatis提供了两级缓存机制，一级缓存为SqlSession级别的缓存，二级缓存为全局缓存。

一级缓存：

• 当SqlSession关闭时，一级缓存会失效。

二级缓存：

• 二级缓存可以跨SqlSession使用，但需要手动配置。

自定义缓存：

• MyBatis允许自定义缓存实现，以适应不同的场景。

代理模式：

• MyBatis使用代理模式来创建Mapper接口的实现类。

MapperProxy、插件、动态代理

MapperProxy：

• MapperProxy是MyBatis内部使用的代理类，用于实现Mapper接口。

插件：

• MyBatis允许自定义插件，拦截SQL执行过程。

动态代理：

• MyBatis使用动态代理技术来实现Mapper接口。

SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载

SqlSession生命周期：

• SqlSession在初始化、使用和关闭过程中，会执行一些必要的操作，如初始化映射器、关闭连接等。

执行器类型：

• MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor等，用于处理SQL语句。

延迟加载：

• 延迟加载是指在需要时才加载对象，以减少内存消耗。

扩展机制

MyBatis提供了多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等。

类型处理器：

• 类型处理器用于将数据库类型转换为Java类型。

拦截器链：

• 拦截器链允许拦截SQL执行过程，如执行前、执行后等。

方言支持：

• MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细描述，我们可以看到这两个技术之间的紧密联系。并发编程为MyBatis提供了执行SQL语句的并行能力，而MyBatis则利用并发编程技术实现了高效的数据库操作。在实际应用中，掌握这两个技术将有助于我们构建高性能、可扩展的系统。

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