并发编程精髓-优快云博客

📕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

线程是程序执行的最小单位，是操作系统能够进行运算调度的最小单位。在Java中，线程分为用户线程和守护线程。

（1）线程生命周期：线程的生命周期包括创建（Thread）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）、终止（Terminated）等状态。线程的创建是通过调用Thread类的构造函数实现的，而线程的调度则由操作系统的线程调度器负责。在Java中，线程调度采用优先级调度策略，优先级高的线程可以获得更多的CPU时间。

（2）线程优先级：Java中的线程优先级分为1~10级，优先级高的线程可以获得更多的CPU时间。线程的优先级可以通过setPriority()方法设置，而获取线程优先级的方法是getPriority()。

（3）守护线程：守护线程是服务线程，当所有的非守护线程结束时，守护线程也会随之结束。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)方法将一个线程设置为守护线程。

（4）线程池：线程池可以复用已有的线程，提高程序性能。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、存活时间、队列类型、拒绝策略等。Java中常用的线程池实现有ThreadPoolExecutor和ForkJoinPool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可能出现的数据不一致问题。

（1）悲观锁/乐观锁：悲观锁认为冲突一定会发生，所以在操作数据前先加锁；乐观锁认为冲突很少发生，所以在操作数据前不加锁，而是在操作数据后检查是否有冲突。Java中的synchronized关键字和ReentrantLock都是悲观锁的实现。

（2）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。Java中的ReadWriteLock是读写锁的实现。

（3）条件变量：条件变量用于线程间的通信，当一个线程等待某个条件成立时，可以进入等待状态，其他线程可以通过通知或广播来唤醒等待线程。Java中的Condition接口是条件变量的实现。

并发集合

并发集合用于解决多线程环境下集合操作的一致性问题。

（1）ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，通过分段锁实现并发访问。ConcurrentHashMap内部维护了一个Segment数组，每个Segment内部维护了一个HashEntry数组，Segment之间通过ReentrantLock进行锁分离，从而实现并发访问。

（2）CopyOnWrite容器：在写操作时复制整个容器，读操作时直接返回复制的容器。这种策略适用于读多写少的场景，如ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList等。

（3）BlockingQueue：线程安全的队列，支持阻塞操作，如put、take等。BlockingQueue内部维护了一个数组和一个ReentrantLock，通过ReentrantLock和Condition实现阻塞操作。

并发工具类

（1）Phaser：用于协调多个线程的执行，类似于CyclicBarrier和CountDownLatch。Phaser允许线程在某个点同步，并可以动态地增加和减少参与者。

（2）Exchanger：用于交换两个线程的数据。Exchanger允许两个线程在某个点交换数据，而不需要任何额外的同步机制。

（3）FutureTask：用于异步执行任务，并获取执行结果。FutureTask内部维护了一个线程池，用于执行异步任务。

非阻塞算法

非阻塞算法通过减少锁的使用，提高程序性能。

（1）CAS原理：Compare-And-Swap，比较并交换，用于实现无锁操作。CAS操作通常涉及三个操作数：内存位置V、预期值A和新值B。如果V的值等于A，则将V的值修改为B，否则不做任何操作。

（2）Atomic类：提供原子操作的工具类，如AtomicInteger、AtomicLong等。Atomic类内部使用CAS操作保证操作的原子性。

（3）无锁队列：基于CAS原理实现的无锁队列。无锁队列内部维护了一个循环数组和一个头指针和尾指针，通过CAS操作实现元素的插入和删除。

并发框架

（1）Netty线程模型：基于NIO的异步事件驱动模型，适用于高性能、高并发的网络应用。Netty使用主从多线程模型，主线程负责接收和处理连接，从线程负责读写操作。

（2）Akka Actor模型：基于Actor模型的并发框架，将并发编程抽象为消息传递。Akka使用不可变消息传递和异步消息传递机制，实现高可用性和高并发。

（3）Disruptor环形缓冲区：基于环形缓冲区的并发框架，提供高性能的并发队列。Disruptor使用环形缓冲区存储数据，并通过CAS操作实现并发访问。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式将SQL语句与Java对象进行映射。

（1）注解映射：使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解进行映射。这些注解可以指定SQL语句和参数类型，以及返回类型。

（2）结果集映射：通过resultMap标签定义结果集与Java对象的映射关系。resultMap可以指定字段名、类型处理器、关联关系等。

（3）关联查询：通过@OneToOne、@OneToMany、@ManyToMany等注解实现关联查询。这些注解可以指定关联表的SQL语句和映射关系。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态构建SQL语句。

（1）OGNL表达式：用于动态构建SQL语句，如 name = #{name} 。OGNL表达式可以访问对象的属性和集合。

（2）分支语句：通过、、等标签实现条件分支。这些标签可以根据条件执行不同的SQL语句。

（3）批量操作：通过标签实现批量插入、更新、删除等操作。标签可以指定集合、索引、分隔符等。

缓存机制

MyBatis提供一级缓存和二级缓存，用于提高查询性能。

（1）一级缓存：SqlSession级别的缓存，用于缓存查询结果。一级缓存是MyBatis内部实现的，当SqlSession关闭时，一级缓存会自动清空。

（2）二级缓存：Mapper级别的缓存，用于缓存不同SqlSession之间的查询结果。二级缓存需要手动配置，可以实现跨SqlSession的数据共享。

（3）自定义缓存：通过实现Cache接口自定义缓存。自定义缓存可以扩展MyBatis的缓存机制，实现更复杂的缓存策略。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现动态代理，将接口和实现类进行解耦。

（1）MapperProxy：MyBatis提供的动态代理实现。MapperProxy通过代理模式拦截接口方法调用，并执行相应的SQL语句。

（2）插件拦截：通过实现Interceptor接口自定义插件，拦截执行流程。插件可以修改SQL语句、处理结果集、拦截执行过程等。

执行流程

MyBatis的执行流程包括：构建Configuration、构建SqlSession、构建Executor、构建StatementHandler、执行SQL、处理结果集。

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。

（1）类型处理器：用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。类型处理器可以自定义转换逻辑，实现更灵活的数据类型转换。

（2）拦截器链：通过实现Interceptor接口自定义拦截器，拦截执行流程。拦截器可以修改SQL语句、处理结果集、拦截执行过程等。

（3）方言支持：通过实现Dialect接口自定义方言，支持不同数据库的SQL语法。方言可以自定义数据库特有的SQL语法和函数。

优快云

📥博主的人生感悟和目标

希望各位读者大大多多支持用心写文章的博主，现在时代变了，信息爆炸，酒香也怕巷子深，博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热，所以，赶紧动动你的小手，点波关注❤️，点波赞👍，点波收藏⭐，甚至点波评论✍️，都是对博主最好的支持和鼓励！

- 💂 博客主页： Java程序员廖志伟
- 👉 开源项目： Java程序员廖志伟
- 🌥 哔哩哔哩： Java程序员廖志伟
- 🎏 个人社区： Java程序员廖志伟
- 🔖 个人微信号： SeniorRD

📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。这些书籍包括了基础篇、进阶篇、架构篇的📌《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》📌，以及📚《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》📚。具体出版计划会根据实际情况进行调整，希望各位读者朋友能够多多支持！