并发编程与MyBatis核心解析

📕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)、《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

线程基础

线程作为并发编程中最基本的执行单元,其创建、调度、同步是理解并发编程的基石。

  1. 线程生命周期:线程状态变迁涉及复杂的上下文切换和资源分配。在Java中,线程从创建(新建状态)开始,经过就绪(线程准备好运行的状态)、运行(CPU分配时间片运行的状态)、阻塞(因等待资源或某些事件而无法继续运行的状态)、等待(主动等待某个条件成立的状态)、超时等待(等待一定时间后超时,自动唤醒的状态)到终止(线程执行完毕或被强制终止的状态)。

  2. 线程优先级:线程优先级在调度器中起着决定性作用,高优先级线程更易获得CPU时间片。在Java中,线程优先级分为10个等级,最高为10,最低为1。实际应用中,应根据任务特点合理设置优先级,避免优先级反转和饥饿问题。

  3. 守护线程:守护线程在后台为其他线程提供服务,当所有非守护线程结束时,Java虚拟机(JVM)将自动退出。守护线程适用于清理、日志记录等不需要前台交互的任务。

  4. 线程池:线程池是管理线程集合的一种机制,其核心参数配置如下:

    • 核心线程数:线程池维护的线程数,即使没有任务执行,也保持一定的线程数。
    • 最大线程数:线程池可容纳的最大线程数,当任务量增加时,线程池会根据需要创建新的线程。
    • 线程存活时间:线程池中空闲线程的存活时间,超过此时间则会被回收。
    • 工作队列类型:存放等待执行的任务队列类型,如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
    • 拒绝策略:当任务提交到线程池中,而线程池无法创建新线程时,采取的拒绝策略,如AbortPolicy、CallerRunsPolicy等。
  5. 同步机制:同步机制用于保证数据一致性,常见的同步机制包括:

    • 悲观锁/乐观锁:悲观锁假定并发冲突必然发生,因此访问共享资源前先加锁,适用于数据一致性要求高的场景。乐观锁假设并发冲突可能性小,不进行加锁,通过版本号或时间戳等机制保证数据一致性,适用于性能要求高的场景。
    • 读写锁:读写锁允许多个读线程同时访问共享资源,但写线程必须独占访问,适用于读多写少的场景。
    • 条件变量:条件变量用于线程间的同步,当一个线程在等待某个条件成立时,它会释放锁,进入等待状态。当条件成立时,其他线程会唤醒等待线程。

并发集合

  1. ConcurrentHashMap:线程安全的HashMap,通过分段锁(Segment)实现线程安全,提高了并发性能。

  2. CopyOnWrite容器:基于数组的线程安全容器,在修改操作时创建新的数组,避免了锁的竞争,适用于读多写少的场景。

  3. BlockingQueue:线程安全的队列,支持生产者-消费者模型,适用于生产者和消费者之间的数据交换。

并发工具类

  1. Phaser:控制多个线程的执行顺序,类似于CyclicBarrier,但Phaser提供更灵活的等待和中断机制。

  2. Exchanger:两个线程交换数据,适用于场景中需要交换数据的情况。

  3. FutureTask:封装了异步计算的结果,允许调用者等待计算完成。

非阻塞算法

非阻塞算法通过减少锁的使用,提高程序的并发性能。常见的非阻塞算法包括:

  • CAS(Compare-And-Swap)算法:通过比较内存中的值和期望值,如果相等,则将内存中的值更新为新值,保证操作的不可分割性。
  • Atomic类:提供了一系列线程安全的原子操作,如AtomicInteger、AtomicLong等。

并发框架

  1. Netty线程模型:Netty采用主从多线程模型,通过Boss线程和Worker线程处理网络连接和业务逻辑,提高了并发处理能力。

  2. Akka Actor模型:Akka是一种基于Actor模型的并发框架,通过Actor实现线程间的通信和消息传递,适用于高并发、分布式系统。

  3. Disruptor环形缓冲区:Disruptor是一种高性能的并发框架,通过环形缓冲区实现生产者-消费者模型,适用于高性能并发场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

  1. 注解映射:通过注解的方式映射SQL语句和Java对象之间的关系,提高了代码的可读性和可维护性。

  2. 结果集映射:将查询结果映射到Java对象,包括基本数据类型、集合、复杂关联关系等。

  3. 关联查询:处理一对多、多对多等复杂关联关系,通过配置级联关系或嵌套关系实现。

  4. 动态SQL:根据条件动态构建SQL语句,包括条件判断、循环、排序等。

OGNL表达式

OGNL表达式是一种强大的表达式语言,可以用于动态SQL语句的构建,包括属性访问、条件判断、数学运算等。

分支语句

在动态SQL中,根据条件执行不同的SQL语句,如If-Then-Else、Choose-When-Other等。

批量操作

批量操作可以提高数据库操作的效率,减少数据库访问次数,适用于插入、更新、删除等操作。

缓存机制

  1. 一级缓存:MyBatis默认使用一级缓存,基于SqlSession进行管理,适用于单次数据库操作。

  2. 二级缓存:二级缓存是全局的缓存,可以在多个SqlSession之间共享,适用于跨SqlSession的查询结果缓存。

  3. 自定义缓存:自定义缓存允许开发者根据需求定义缓存策略,提高缓存效率。

  4. 代理模式:MyBatis使用代理模式实现数据库操作,提高了代码的简洁性和可维护性。

MapperProxy插件拦截

MapperProxy是MyBatis的插件机制,允许开发者拦截数据库操作,实现自定义功能,如日志记录、性能监控等。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理技术实现数据库操作,动态代理执行流程如下:

  1. 创建代理对象。
  2. 拦截数据库操作。
  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,负责管理数据库连接、事务和缓存。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。

执行器类型

MyBatis提供多种执行器类型,如SimpleExecutor、BatchExecutor和ReuseExecutor,适用于不同的场景。

延迟加载

延迟加载是指在需要时才加载资源,以提高程序的性能。MyBatis支持延迟加载关联对象和集合,降低内存消耗。

扩展机制

MyBatis提供了一系列扩展机制,如类型处理器、拦截器链和方言支持,以适应不同的需求。

类型处理器

类型处理器用于将数据库中的数据类型转换为Java对象中的数据类型,提高数据处理的效率。

拦截器链

拦截器链允许开发者拦截数据库操作,实现自定义功能,如日志记录、性能监控等。

方言支持

方言支持允许MyBatis根据不同的数据库类型使用不同的SQL语句,提高数据库操作的兼容性。

通过以上知识点的详细阐述,我们可以深入理解并发编程和MyBatis的原理和应用,为实际开发提供有力支持。

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Java程序员廖志伟

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