并发编程与MyBatis深度解析

📕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。

🌾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。

一、并发编程知识体系

线程基础

在并发编程中，线程是程序执行的最小单元，是现代操作系统实现并发执行的关键。理解线程的基础知识对于编写高效、可靠的并发程序至关重要。

线程生命周期

线程的生命周期是一个复杂的状态转换过程，它包括以下状态：

• 新建（New）：线程对象被创建，但尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程已准备好执行，等待被调度器选中。
• 运行（Running）：线程正在执行，拥有CPU时间。
• 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待资源）无法继续执行。
• 等待（Waiting）：线程处于等待状态，直到某个条件成立。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待状态中设定了超时时间，超时后自动唤醒。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被终止。

线程状态之间的转换通常由线程的操作、同步机制或其他线程的行为触发。

线程优先级

线程优先级是操作系统用来决定线程调度顺序的一个属性。Java中的线程优先级分为1到10级，数字越大优先级越高。然而，操作系统并不保证线程优先级一定能够得到满足，因为线程的调度还受到其他因素的影响。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，它依赖于其他线程。当创建守护线程的线程结束时，守护线程也会自动结束。守护线程通常用于执行后台任务，如垃圾回收器、网络服务等。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以减少线程创建和销毁的开销，提高程序的性能。线程池的核心参数包括：

• 核心线程数：线程池维护的最少线程数。
• 最大线程数：线程池能容纳的最大线程数。
• 存活时间：线程池中空闲线程的存活时间。
• 队列类型：线程池的工作队列类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

拒绝策略

当线程池达到最大线程数且任务队列已满时，需要采取拒绝策略。常见的拒绝策略有：

• CallerRunsPolicy：调用者运行策略，将任务回退给调用者线程执行。
• AbortPolicy：Abort策略，抛出RejectedExecutionException异常。
• DiscardPolicy：Discard策略，直接丢弃任务。
• DiscardOldestPolicy：丢弃最旧策略，丢弃队列中最旧的任务。

工作队列类型

线程池的工作队列用于存储等待执行的任务。常见的工作队列类型包括：

• LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，适用于生产者-消费者模型。
• ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列，适用于固定大小的队列。
• PriorityBlockingQueue：基于优先级的阻塞队列，适用于需要优先级排序的任务。

同步机制

悲观锁/乐观锁

悲观锁和乐观锁是两种不同的并发控制策略。悲观锁假设并发冲突一定会发生，因此在访问共享资源前加锁；乐观锁则假设并发冲突很少发生，通过版本号或其他机制来检测冲突。

读写锁

读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。读锁是共享锁，写锁是独占锁。

条件变量

条件变量允许线程在某个条件不满足时等待，直到该条件满足时再继续执行。在Java中，可以使用Object的wait()、notify()和notifyAll()方法来实现条件变量。

并发集合

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是Java中线程安全的HashMap实现。它通过分段锁（Segment Locking）技术，使得多个线程可以同时访问不同的段而不必互斥。

CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器在写操作时复制整个底层数据结构，从而保证线程安全。适用于读多写少的场景。

BlockingQueue

BlockingQueue是一个线程安全的队列，支持生产者和消费者模型。常见的实现有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

并发工具类

Phaser

Phaser是一个灵活的同步工具，它可以处理多种并发场景，如计数器、屏障、阶段等。

Exchanger

Exchanger允许两个线程在某个点交换数据，通常用于生产者-消费者模型。

FutureTask

FutureTask是实现了Future和Runnable接口的任务类，可以用于异步执行。

非阻塞算法

CAS原理

Compare-And-Swap（比较并交换）是现代处理器中实现无锁算法的基础。它通过原子操作确保操作的不可分割性。

Atomic类

Java提供了Atomic类，如AtomicInteger、AtomicLong等，用于实现原子操作。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS原理实现的线程安全队列，可以提供高效的并发性能。

并发框架

Netty线程模型

Netty是高性能的NIO客户端/服务器框架，其线程模型包括BossGroup和WorkerGroup，分别处理连接建立和数据处理。

Akka Actor模型

Akka是一个基于Actor模型的并发框架，它允许无阻塞的消息传递，并提供了丰富的并发模型。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor是一个高性能的并发框架，它使用环形缓冲区和无锁算法实现高效的并发处理。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

注解映射

MyBatis使用注解来定义SQL映射，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。这些注解可以简化SQL映射的定义，提高代码的可读性和可维护性。

结果集映射

MyBatis将SQL查询结果映射到Java对象，可以使用@Results、@Result等注解来实现。这些注解允许开发者自定义映射规则，实现复杂的映射关系。

关联查询

MyBatis支持关联查询，可以使用@One、@Many等注解来定义一对多、多对多关系。这些注解允许开发者以声明式的方式定义关联关系，简化了关联查询的实现。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以使用@SelectProvider、@UpdateProvider等注解来实现。这些注解允许开发者以编程的方式动态构建SQL语句，提高了SQL映射的灵活性。

OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于在MyBatis中进行动态数据绑定。OGNL表达式可以访问对象的属性、方法、集合等，简化了动态SQL的实现。

分支语句

MyBatis支持条件语句，可以使用 、 、 、 等标签来定义。这些标签允许开发者根据条件动态构建SQL语句，提高了SQL映射的灵活性。

批量操作

MyBatis支持批量操作，可以通过 标签实现。这个标签允许开发者批量插入、更新或删除数据，提高了数据库操作的效率。

缓存机制

一级缓存

MyBatis提供一级缓存，它基于SqlSession，用于缓存查询结果。一级缓存的作用域是SqlSession，当SqlSession关闭时，一级缓存也会被清空。

二级缓存

MyBatis支持二级缓存，它可以跨SqlSession共享，并通过插件机制实现。二级缓存可以提高数据库查询的效率，减少数据库的访问压力。

自定义缓存

MyBatis允许自定义缓存，通过实现Cache接口来实现。自定义缓存可以满足特定的缓存需求，提高缓存系统的灵活性。

代理模式

MyBatis使用代理模式来代理Mapper接口，使得开发者可以像使用普通Java对象一样使用Mapper接口。这种设计模式简化了Mapper接口的使用，提高了代码的可读性和可维护性。

MapperProxy

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，可以通过实现Interceptor接口来实现。插件可以拦截SQL执行过程中的特定操作，如参数处理、结果处理等。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理来代理Mapper接口，通过拦截器拦截方法调用，执行相应的逻辑。这种设计模式提高了MyBatis的性能和灵活性。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，它管理数据库会话。SqlSession的生命周期从创建到关闭，需要遵循一定的规则。正确的管理SqlSession生命周期对于避免资源泄漏和性能问题至关重要。

执行器类型

MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等，用于处理SQL执行。不同的执行器类型适用于不同的场景，开发者可以根据实际需求选择合适的执行器。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，可以在查询时只加载主对象，延迟加载关联对象。这种设计模式可以提高数据库查询的效率，减少数据库的访问压力。

扩展机制

MyBatis提供多种扩展机制，如类型处理器、拦截器链、方言支持等，用于定制化MyBatis的行为。这些扩展机制提高了MyBatis的灵活性和可扩展性。

类型处理器

类型处理器用于将数据库中的类型转换为Java对象类型。MyBatis提供了丰富的类型处理器，支持多种数据类型的转换。

拦截器链

拦截器链用于拦截SQL执行过程中的特定操作，如参数处理、结果处理等。拦截器链可以定制化MyBatis的行为，提高SQL执行的效率和灵活性。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、PostgreSQL等，以适应不同的数据库环境。方言支持使得MyBatis可以轻松地与不同的数据库进行交互。

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领域之间存在着紧密的联系。并发编程为MyBatis提供了高效的执行环境，而MyBatis则通过其灵活的映射机制和缓存机制，实现了高效的数据库访问。在实际应用中，我们可以将并发编程和MyBatis的知识相结合，开发出高性能、可扩展的应用程序。

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