📕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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💡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
并发编程是计算机科学中的一个重要领域，它涉及到如何在多线程环境下有效地执行程序。以下是对并发编程知识体系的一个详细描述，并补充其技术实现细节。
线程基础
线程是并发编程中最基本的执行单元。线程具有以下特点：
- 独立性：线程可以独立执行，有自己的生命周期和状态。在Java中，线程通过
Thread类实现，线程的创建可以通过new Thread(Runnable)或Thread(Runnable, name)方法完成。
线程生命周期
线程的生命周期包括以下几个状态：
- 新建（New）：线程创建后，处于新建状态。此时线程尚未启动，也没有分配到CPU资源。
- 就绪（Runnable）：线程创建后，进入就绪状态，等待CPU调度。线程就绪的条件包括：线程的优先级高于当前就绪队列中的其他线程，且CPU空闲。
线程优先级
线程优先级决定了线程在执行时的优先级，Java中的线程优先级范围是1（最低）到10（最高）。线程的优先级可以通过setPriority()方法设置。但是，线程优先级并不是绝对可靠的，因为操作系统的调度策略可能影响线程的执行顺序。
守护线程
守护线程是一种特殊的线程，它不属于程序的主线程，而是在后台为其他线程提供服务。当所有非守护线程执行完毕后，程序将退出。在Java中，可以通过setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。
线程池
线程池是一种管理线程资源的方式，它可以复用线程，避免频繁创建和销毁线程的开销。线程池的核心参数包括：
- 核心线程数：线程池中维护的线程数，即使空闲，线程池也会保持这个数量的线程。
- 最大线程数：线程池中允许的最大线程数，当线程池的任务数超过核心线程数时，会创建新的线程来处理任务。
- 工作队列：存储等待执行的任务的队列，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
- 拒绝策略：当任务数量超过工作队列容量时，如何处理新任务，如CallerRunsPolicy、AbortPolicy等。
拒绝策略
拒绝策略包括以下几种：
- CallerRunsPolicy：调用者运行策略，将任务交给调用者运行。
- AbortPolicy：抛出异常策略，抛出
RejectedExecutionException异常。 - DiscardPolicy：丢弃策略，丢弃任务，不执行。
- DiscardOldestPolicy：丢弃最旧策略，丢弃队列中最旧的任务。
工作队列类型
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，适用于固定大小的线程池。
- PriorityBlockingQueue：优先级队列，适用于需要按优先级处理任务的情况。
同步机制
同步机制是保证线程安全的关键，主要包括以下几种：
- 悲观锁/乐观锁：悲观锁假设线程会竞争资源，乐观锁假设线程不会竞争资源。Java中的悲观锁可以通过
synchronized关键字或ReentrantLock实现，乐观锁可以通过CAS（Compare-And-Swap）操作实现。
读写锁
读写锁允许多个线程同时读取资源，但只允许一个线程写入资源。Java中的读写锁可以通过ReentrantReadWriteLock实现。
条件变量
条件变量用于线程间的通信，当某个条件成立时，线程会等待。Java中的条件变量可以通过Object类的wait()、notify()、notifyAll()方法实现。
并发集合
并发集合是专门为多线程环境设计的集合类，包括以下几种：
- ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap实现，通过分段锁（Segment Locking）实现并发控制。
- CopyOnWriteArrayList：基于写时复制的线程安全列表实现，适用于读多写少的场景。
并发工具类
并发工具类包括以下几种：
- Phaser：一个可以用于协调多个线程同步的并发工具，类似于CyclicBarrier和CountDownLatch。
- Exchanger：用于在线程间交换数据。
- FutureTask：一个可以用来异步执行任务的类，返回一个
Future对象，可以用来获取异步执行的结果。
非阻塞算法
非阻塞算法是一种避免锁竞争和提高并发性的算法，主要包括以下几种：
- CAS（Compare-And-Swap）：比较并交换算法，通过原子操作实现线程安全。
- Atomic类：提供原子操作的类，如
AtomicInteger、AtomicLong等。
无锁队列
无锁队列是一种不需要锁机制来实现线程安全的队列，主要包括以下几种：
- LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，适用于生产者-消费者模型。
- ConcurrentLinkedQueue：基于链表的并发队列，适用于高并发场景。
并发框架
并发框架是提供并发编程解决方案的工具或库，主要包括以下几种：
- Netty：一个高性能的网络应用框架，基于NIO（Non-blocking I/O）技术实现。
- Akka：一个用于构建分布式和并发应用的工具，基于Actor模型实现。
- Disruptor：一个高性能的并发队列实现，基于环形缓冲区（Ring Buffer）和CAS操作实现。
二、MyBatis知识体系
MyBatis是一个优秀的持久层框架，它支持定制化SQL、存储过程以及高级映射。以下是对MyBatis知识体系的一个详细描述，并补充其技术实现细节。
SQL映射
SQL映射是MyBatis的核心概念之一，它将Java对象与数据库表进行映射。SQL映射包括以下内容：
- 映射文件：定义SQL语句和Java对象的映射关系。映射文件通常以XML格式编写，MyBatis通过解析映射文件来构建映射关系。
- 注解映射：使用注解来定义SQL语句和Java对象的映射关系。MyBatis支持多种注解，如
@Select、@Insert、@Update、@Delete等。
结果集映射
结果集映射是指将数据库查询结果映射到Java对象的过程。MyBatis提供了以下几种映射方式：
- 单列映射：将查询结果映射到Java对象的一个属性。例如，将查询结果的第一列映射到Java对象的
id属性。 - 多列映射：将查询结果映射到Java对象的多个属性。例如，将查询结果的前两列映射到Java对象的
id和name属性。 - 嵌套映射：将查询结果映射到嵌套的Java对象。例如，将查询结果的一列映射到一个嵌套的Java对象，该对象又包含多个属性。
关联查询
关联查询是指查询涉及多个表之间的关系。MyBatis提供了以下几种关联查询方式：
- 一对一关联查询：查询一个表的数据，并关联到另一个表的数据。例如，查询用户信息，并关联到该用户的订单信息。
- 一对多关联查询：查询一个表的数据，并关联到多个表的数据。例如，查询部门信息，并关联到该部门下的所有员工信息。
动态SQL
动态SQL允许在运行时根据条件生成SQL语句。MyBatis提供了以下几种动态SQL方式：
- 基于OGNL表达式：使用OGNL表达式动态构建SQL语句。OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于在运行时动态访问对象的属性和执行操作。
- 基于分支语句：使用if-else等分支语句动态构建SQL语句。例如，根据条件动态选择不同的SQL语句。
批量操作
批量操作是指一次性执行多条SQL语句。MyBatis提供了以下几种批量操作方式：
- 批量插入：一次性插入多条数据。例如，使用
<foreach>标签遍历一个集合，并构建多条插入语句。 - 批量更新：一次性更新多条数据。例如，使用
<foreach>标签遍历一个集合，并构建多条更新语句。
缓存机制
MyBatis提供了两种缓存机制：
- 一级缓存：本地缓存，缓存SQL语句的结果集。一级缓存是线程局部的，不同线程之间互不影响。
- 二级缓存：全局缓存，缓存应用级别的数据。二级缓存是跨线程的，多个线程之间可以共享缓存数据。
自定义缓存
自定义缓存允许用户根据需求实现自己的缓存机制。MyBatis提供了以下几种自定义缓存方式：
- 缓存接口：定义缓存接口，实现缓存逻辑。例如，实现
org.apache.ibatis.cache.Cache接口。 - 缓存实现类：实现缓存接口，提供缓存实现。例如，实现一个基于Redis的缓存实现类。
代理模式
代理模式允许在运行时动态创建代理对象，实现增强功能。MyBatis使用了代理模式来实现以下功能：
- MapperProxy：MyBatis的Mapper接口代理。当调用Mapper接口的方法时，实际上调用的是代理对象的方法。
- SqlSession：MyBatis的SqlSession代理。当调用SqlSession的方法时，实际上调用的是代理对象的方法。
插件拦截
插件拦截允许在执行SQL语句前后进行拦截操作。MyBatis提供了以下几种插件拦截方式：
- 拦截器接口：定义拦截器接口，实现拦截逻辑。例如，实现
org.apache.ibatis.plugin.Interceptor接口。 - 拦截器实现类：实现拦截器接口，提供拦截器实现。例如，实现一个日志拦截器，记录SQL语句的执行情况。
执行流程
MyBatis的执行流程包括以下步骤：
- 解析XML配置文件，构建配置对象。XML配置文件定义了MyBatis的运行时配置，如数据库连接信息、映射文件路径等。
- 创建SqlSession对象。SqlSession是MyBatis的核心接口，用于操作数据库。创建SqlSession对象需要提供数据库连接信息。
- 创建Mapper对象。Mapper接口定义了数据库操作的接口，MyBatis通过代理模式实现Mapper接口。
- 执行SQL语句，返回结果集。调用Mapper接口的方法，MyBatis会解析SQL语句并执行数据库操作，返回结果集。
- 关闭SqlSession对象。关闭SqlSession对象，释放数据库连接资源。
执行器类型
MyBatis提供了以下几种执行器类型：
- SimpleExecutor：简单执行器，执行单个SQL语句。简单执行器适用于单线程环境。
- BatchExecutor：批量执行器，执行批量SQL语句。批量执行器可以减少数据库的访问次数，提高性能。
- ReuseExecutor：重用执行器，复用SqlSession和Mapper对象。重用执行器可以减少创建和销毁SqlSession和Mapper对象的开销。
延迟加载
延迟加载是指在需要时才加载数据，以减少资源消耗。MyBatis提供了以下几种延迟加载方式：
- 懒加载：在需要时加载关联数据。例如，查询用户信息时，延迟加载该用户的订单信息。
- 预加载：在查询主数据时，提前加载关联数据。例如，查询部门信息时，预加载该部门下的所有员工信息。
扩展机制
MyBatis提供了以下几种扩展机制：
- 类型处理器：将Java类型转换为数据库类型。例如，将Java的
Date类型转换为数据库的TIMESTAMP类型。 - 拦截器链：拦截器链用于拦截SQL语句执行过程。例如，实现一个拦截器，记录SQL语句的执行时间。
- 方言支持：支持不同数据库方言的SQL语句。例如，支持MySQL、Oracle、SQL Server等数据库的方言。
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则利用并发编程技术实现了高效的数据库操作。在实际开发中，理解和应用这两个领域的知识，将有助于我们构建高性能、可扩展的应用程序。
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开源项目分享
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