并发编程与MyBatis核心解析-优快云博客

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📕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）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、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。

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Java程序员廖志伟

💡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。

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一、并发编程知识体系

并发编程是计算机科学中的一个重要领域，它涉及到如何在单个处理器上同时处理多个任务，以提高系统的性能和响应速度。以下是对并发编程知识体系的详细解析：

线程基础

线程是并发编程中最基本的执行单元，它是CPU调度的最小单位。以下是一些关于线程的基础知识：

线程生命周期：线程从创建（Thread start()）、就绪（等待CPU调度）、运行、阻塞（如等待I/O操作）、等待（等待其他线程的通知或锁）、终止（Thread.join()或自然结束）等状态转换的过程。理解线程的生命周期有助于更好地控制线程的行为，避免死锁和资源泄露。
线程优先级：线程优先级决定了线程在执行时的优先顺序，操作系统根据优先级来调度线程。不同的线程优先级可以防止低优先级线程长时间占用CPU，但过度依赖优先级可能导致线程调度的不公平性。
守护线程：守护线程是服务其他线程的线程，当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。在后台运行的任务，如垃圾回收器，通常被设置为守护线程。
线程池：线程池是一组预先创建的线程，用于执行多个任务。线程池可以有效地管理线程资源，减少线程创建和销毁的开销。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、工作队列类型等。

核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型

核心参数配置：线程池的核心参数配置包括核心线程数（线程池的最小线程数，即使空闲也一直在线程池中保持活跃）、最大线程数（线程池的最大线程数，当任务数量超过核心线程数时，会创建新线程）、存活时间（空闲线程在终止前可以保持的最大时间）、工作队列类型（如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue等）。
拒绝策略：当线程池中的线程数量达到最大值时，拒绝策略决定了如何处理新的任务。常见的拒绝策略有AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行）、DiscardPolicy（丢弃任务）和DiscardOldestPolicy（丢弃最旧的任务）。
工作队列类型：工作队列用于存储等待执行的任务。不同的队列类型对性能有不同的影响。例如，LinkedBlockingQueue适用于生产者-消费者模式，而SynchronousQueue适用于需要立即处理的场景。

同步机制

同步机制是确保多个线程安全访问共享资源的关键。以下是一些常见的同步机制：

悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发访问会导致冲突，因此总是先加锁；乐观锁则假设冲突很少发生，只在必要时加锁。悲观锁通常使用synchronized关键字或ReentrantLock实现，而乐观锁可以使用CAS（Compare-And-Swap）操作。
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。读写锁可以提高并发性能，特别是在读多写少的情况下。
条件变量：条件变量允许线程在某些条件下等待，直到条件满足时被唤醒。在Java中，可以使用Object的wait()、notify()和notifyAll()方法实现条件变量。

并发集合

并发集合是专门为并发环境设计的集合类，如ConcurrentHashMap。以下是一些并发集合的特点：

ConcurrentHashMap：提供线程安全的HashMap实现，适用于高并发场景。ConcurrentHashMap内部使用分段锁（Segment Locking）技术，将数据分为多个段，每个段有自己的锁，从而减少锁的竞争。
CopyOnWrite容器：在修改操作时复制整个容器，适用于读多写少的场景。CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet是CopyOnWrite容器的典型例子。
BlockingQueue：支持线程安全的队列操作，如生产者-消费者模式。BlockingQueue提供了丰富的阻塞队列操作，如put、take、offer和poll。

并发工具类

一些并发工具类如Phaser、Exchanger、FutureTask等，提供了更高级的并发操作。

Phaser：用于协调多个线程的同步，类似于CyclicBarrier。Phaser允许线程在执行任务之前等待其他线程到达某个阶段。
Exchanger：允许两个线程交换数据。Exchanger通常用于生产者-消费者模式，以便两个线程可以安全地交换数据。
FutureTask：表示异步计算的结果。FutureTask可以用来执行长时间运行的任务，并在任务完成后获取结果。

非阻塞算法

非阻塞算法如CAS（Compare-And-Swap）和Atomic类，提供了无锁的线程安全操作。

CAS原理：CAS操作通过比较和交换来更新变量，避免锁的开销。CAS包含三个操作数：内存位置V、预期原值A和新值B。如果内存位置的值与预期原值A相匹配，就将内存位置的值修改为B，否则不做任何操作。
Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类使用volatile关键字保证变量的可见性和原子性。

并发框架

一些并发框架如Netty、Akka、Disruptor等，提供了更高级的并发解决方案。

Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，提高网络应用的性能。Netty的主线程负责处理I/O事件，而从线程负责业务逻辑处理。
Akka Actor模型：Akka基于Actor模型，允许无锁的并发编程。Actor模型将并发编程抽象为消息传递，每个Actor只处理自己的消息。
Disruptor环形缓冲区：Disruptor使用环形缓冲区来提高并发性能。Disruptor适用于处理高并发事件处理场景，如网络通信、事件处理等。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，它对JDBC进行了封装，简化了数据库操作。以下是对MyBatis知识体系的详细解析：

SQL映射

注解映射：使用注解来映射SQL语句和结果集。例如，@Select、@Insert、@Update、@Delete、@Result等注解可以用来映射SQL语句和结果集。
结果集映射：将数据库结果集中的列映射到Java对象的属性。MyBatis使用OGNL表达式来解析结果集，并将结果集中的列映射到Java对象的属性。
关联查询：处理多表关联查询，如一对一、一对多、多对多。MyBatis可以使用@One、@Many、@ManyToMany等注解来映射关联关系。

动态SQL

OGNL表达式：使用OGNL表达式来动态构建SQL语句。OGNL表达式是一种强大的表达式语言，可以用于计算、比较和转换数据。
分支语句：根据条件动态添加SQL片段。MyBatis提供了<if>、<choose>、<when>和<otherwise>等标签来构建动态SQL。
批量操作：支持批量插入、更新、删除操作。MyBatis可以使用<foreach>标签来构建批量操作。

缓存机制

一级缓存：本地缓存，每个SqlSession独立。一级缓存存储在SqlSession内部，当SqlSession关闭时，一级缓存也会被清除。
二级缓存：全局缓存，多个SqlSession共享。二级缓存存储在全局范围内，当SqlSession关闭时，二级缓存仍然存在。
自定义缓存：允许自定义缓存实现。MyBatis允许用户自定义缓存实现，以便更好地适应不同的应用场景。
代理模式：MyBatis使用代理模式来管理SqlSession。代理模式允许在运行时动态创建代理对象，从而实现SqlSession的管理。

MapperProxy插件、拦截器、动态代理、执行流程

MapperProxy：MyBatis使用Cglib代理技术来创建Mapper接口的代理。Cglib代理可以创建子类来拦截方法调用，从而实现动态代理。
插件：MyBatis插件可以拦截SQL执行过程，如执行前、执行后、异常处理等。插件可以用于日志记录、性能监控等场景。
动态代理：MyBatis使用动态代理来创建Mapper接口的实例。动态代理允许在运行时创建代理对象，从而实现接口的方法调用。
执行流程：MyBatis执行SQL的流程包括参数处理、SQL构建、结果集处理等。MyBatis首先解析XML配置文件，然后构建SQL语句，最后执行SQL并处理结果集。

SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制

SqlSession生命周期：SqlSession从创建到关闭的过程，包括初始化、使用、关闭等阶段。SqlSession是MyBatis操作数据库的入口，负责管理数据库连接、事务等。
执行器类型：MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等。不同的执行器类型适用于不同的场景。
延迟加载：MyBatis支持延迟加载关联对象，提高性能。延迟加载可以在需要时才加载关联对象，从而减少初始化时的开销。
扩展机制：MyBatis提供扩展点，如自定义数据源、事务管理等。扩展机制允许用户自定义MyBatis的行为，以满足特定的需求。

类型处理器、拦截器链、方言支持

类型处理器：MyBatis提供类型处理器来处理Java类型和数据库类型之间的转换。类型处理器可以将Java对象转换为数据库数据类型，或将数据库数据类型转换为Java对象。
拦截器链：MyBatis拦截器可以拦截SQL执行过程中的不同阶段。拦截器可以用于日志记录、性能监控等场景。
方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等。方言支持允许MyBatis根据不同的数据库实现不同的SQL语法。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细解析，我们可以看到这两个领域之间的关联和互补。并发编程提供了实现高并发、高性能应用的基础，而MyBatis则通过简化数据库操作来提高开发效率。在实际应用中，我们可以将并发编程和MyBatis结合起来，构建出高性能、可扩展的应用系统。

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Java程序员廖志伟

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