并发编程与MyBatis深度解析

深入解析并发编程与MyBatis技术

原创于 2025-08-01 12:05:15 发布 · 1k 阅读

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#Concurrency # Java # Multithreading

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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。

📘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。

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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核心领域，它涉及如何高效地利用多核处理器，通过并行执行任务来提高系统的响应速度和吞吐量。以下是对并发编程知识体系的详细补充说明，以提升文章的专业性和技术深度。

线程基础

线程是并发编程中最基本的执行单元，它代表了程序中的执行流。以下是线程相关的知识点的技术实现细节：

线程生命周期：线程的生命周期包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）七个状态。线程在创建后进入新建状态，调用start()方法后进入就绪状态，等待CPU调度。线程在执行过程中可能会因为等待资源、等待其他线程通知等原因进入阻塞或等待状态，当条件满足后可以重新进入就绪状态。线程执行完毕或被显式终止后进入终止状态。
线程优先级：线程优先级决定了线程在多线程环境中的执行顺序。线程优先级分为最高、高、中、低、最低和后台，优先级高的线程有更大的机会获得CPU时间。线程优先级由线程的Thread类中的优先级字段控制，可以通过setPriority()方法设置。
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，程序将退出。守护线程通常用于执行后台任务，如垃圾回收器。Java虚拟机在退出前会等待所有非守护线程结束，但不会等待守护线程。
线程池：线程池是管理一组线程的集合，用于执行多个任务。线程池通过复用线程来减少线程创建和销毁的开销，提高系统性能。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间和工作队列。

核心参数配置

线程池的核心参数配置对于线程池的性能至关重要：

核心线程数：线程池维护的最少线程数，即使没有任务提交也会保持这么多线程处于空闲状态。
最大线程数：线程池能容纳的最大线程数，当任务数量超过最大线程数时，新的任务将采用拒绝策略。
线程存活时间：线程没有任务执行时存活的最长时间，超过这个时间后，线程将被回收。
工作队列：用于存放等待执行的任务，常见的工作队列有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue和SynchronousQueue等。

拒绝策略

当线程池中的线程数量达到最大值时，新的任务将采用拒绝策略：

CallerRunsPolicy：调用者运行策略，将任务回退给调用者线程。
AbortPolicy：抛出异常，表示线程池已关闭。
DiscardPolicy：丢弃任务，不执行任何操作。
DiscardOldestPolicy：丢弃最旧的任务。

同步机制

同步机制用于确保线程安全，以下是几种常见同步机制的技术实现细节：

悲观锁：在操作数据前先加锁，直到操作完成才释放锁。Java中常用synchronized关键字或ReentrantLock实现悲观锁。
乐观锁：在操作数据时假设没有其他线程会修改数据，通过版本号或时间戳来检测冲突。Java中常用AtomicInteger、AtomicLong等原子类实现乐观锁。
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中常用ReentrantReadWriteLock实现读写锁。
条件变量：线程在等待某个条件成立时，可以挂起自己，直到条件成立时被唤醒。Java中常用Object的wait()、notify()和notifyAll()方法实现条件变量。

并发集合

并发集合是线程安全的集合类，以下是几种常见并发集合的技术实现细节：

ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，使用分段锁技术，将数据分成多个段，每个段有自己的锁，提高并发性能。
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。Java中常用CopyOnWriteArrayList实现CopyOnWrite容器。

并发工具类

以下是一些常用的并发工具类的技术实现细节：

Phaser：用于协调多个线程的执行顺序，通过共享的屏障对象来同步线程。
Exchanger：用于在线程之间交换数据，通过共享的交换点来同步线程。
FutureTask：用于异步执行任务，并获取结果，通过Future接口提供回调机制。

非阻塞算法

非阻塞算法通过使用原子操作和内存屏障来保证操作的原子性，以下是几种常见非阻塞算法的技术实现细节：

CAS原理：比较并交换，用于实现无锁编程。Java中Atomic类提供了CAS操作。
Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。
无锁队列：使用CAS操作实现的线程安全队列，如ConcurrentLinkedQueue。

并发框架

以下是一些常用的并发框架的技术实现细节：

Netty线程模型：Netty使用主从多线程模型，主线程负责接收客户端连接，从线程负责处理业务逻辑。
Akka Actor模型：Akka使用Actor模型，每个Actor都是一个独立的线程，用于处理消息。
Disruptor环形缓冲区：Disruptor使用环形缓冲区来存储数据，通过发布-订阅模式实现高效的并发处理。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个优秀的持久层框架，以下是对MyBatis知识体系的详细补充说明，以提升文章的专业性和技术深度。

SQL映射

MyBatis使用XML或注解来定义SQL映射，以下是SQL映射的技术实现细节：

注解映射：使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解来定义SQL映射，通过反射机制动态生成代理对象，代理对象中包含SQL执行逻辑。
结果集映射：定义SQL查询结果与Java对象的映射关系，通过TypeHandler接口实现Java类型与数据库类型之间的转换。
关联查询：使用@One、@Many等注解来定义一对多、多对多等关联关系，通过嵌套查询或延迟加载实现关联查询。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，以下是动态SQL的技术实现细节：

OGNL表达式：使用OGNL表达式来动态构建SQL语句，OGNL是一种表达式语言，可以访问对象的属性和方法。
分支语句：使用、等标签来动态构建SQL语句，根据条件判断是否执行相应的SQL片段。
批量操作：使用标签来批量执行SQL语句，如批量插入、批量更新等。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存和二级缓存机制，以下是缓存机制的技术实现细节：

一级缓存：SqlSession级别的缓存，用于缓存查询结果，通过HashMap实现。
二级缓存：Mapper级别的缓存，用于缓存整个Mapper的查询结果，通过HashMap实现。
自定义缓存：自定义缓存实现，通过实现Cache接口来实现，支持多种缓存策略。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现SqlSession的动态代理，以下是代理模式的技术实现细节：

MapperProxy：SqlSession的动态代理，用于执行Mapper接口的方法，通过Cglib实现。
插件：通过实现Interceptor接口来实现插件功能，如SQL拦截、日志记录等。

执行流程

MyBatis的执行流程包括以下步骤：

构建SqlSource：根据SQL映射定义构建SqlSource，SqlSource包含SQL语句和参数。
构建BoundSql：根据SqlSource构建BoundSql，BoundSql包含PreparedStatement和参数。
构建PreparedStatement：根据BoundSql构建PreparedStatement，PreparedStatement包含SQL语句和参数。
执行SQL：执行PreparedStatement，获取查询结果。

SqlSession生命周期

SqlSession的生命周期包括以下步骤：

创建SqlSession：通过SqlSessionFactory创建SqlSession，SqlSessionFactory负责创建SqlSession实例。
执行SQL：使用SqlSession执行SQL语句，如查询、插入、更新、删除等。
关闭SqlSession：关闭SqlSession，释放资源，如关闭数据库连接。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，以下是执行器类型的技术实现细节：

SimpleExecutor：简单执行器，适用于单线程环境，直接执行SQL语句。
ReuseExecutor：重用执行器，适用于多线程环境，重用PreparedStatement。
BatchExecutor：批量执行器，适用于批量执行SQL语句，将多个SQL语句合并为一个批量操作。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，以下是延迟加载的技术实现细节：

懒加载：在需要时才加载关联对象，通过延迟加载可以减少内存占用，提高性能。
嵌套查询：使用嵌套查询来实现延迟加载，当访问关联对象时，才执行关联查询。

扩展机制

MyBatis提供了多种扩展机制，以下是扩展机制的技术实现细节：

类型处理器：用于处理Java类型与数据库类型之间的转换，通过实现TypeHandler接口来实现。
拦截器：通过实现Interceptor接口来实现拦截器功能，如SQL拦截、日志记录等。
方言支持：支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等，通过实现Dialect接口来实现。

通过以上对并发编程和MyBatis知识体系的详细补充说明，我们可以了解到这两个领域的核心概念、技术原理和应用场景。在实际开发中，我们可以根据项目需求选择合适的并发编程技术和MyBatis配置，以提高系统性能和开发效率。

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Java程序员廖志伟

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