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）清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、CSDN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。

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一、并发编程知识体系

1. 线程基础

并发编程在多核处理器时代尤为重要，它通过并行处理任务来提升程序性能。线程作为程序执行的最小单位，其基础知识的掌握是并发编程的基石。

（1）线程生命周期：线程的生命周期包括创建、就绪、运行、阻塞、等待、超时、终止等状态。在创建阶段，线程被创建但尚未启动；就绪阶段，线程准备好执行；运行阶段，线程正在执行；阻塞阶段，线程因等待某些资源或事件而暂停；等待阶段，线程因特定条件而等待；超时阶段，线程等待超时后进入终止状态；终止阶段，线程执行完毕或被显式终止。

（2）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。操作系统根据线程优先级分配CPU时间片，优先级高的线程获得更多的CPU时间。线程优先级通常分为多个等级，如最高、高、中、低、最低等。

（3）守护线程：守护线程为其他线程提供服务，当其他线程结束时，守护线程也会结束。守护线程通常用于执行后台任务，如垃圾回收、日志记录等。

（4）线程池：线程池是管理一组线程的集合，可以提高程序性能，减少线程创建和销毁的开销。线程池通过重用已有的线程来避免频繁创建和销毁线程的开销，从而提高程序性能。

2. 核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型

线程池的核心参数配置对于线程池的性能至关重要。

（1）核心线程数：线程池中最少同时存在的线程数。核心线程数决定了线程池在空闲时的线程数量。

（2）最大线程数：线程池中最多同时存在的线程数。当任务数量超过核心线程数时，线程池会创建额外的线程来处理任务。

（3）存活时间：空闲线程的存活时间。当线程池中的线程空闲时间超过存活时间时，线程池会将其终止。

（4）队列容量：工作队列的容量。工作队列用于存放等待执行的任务，队列容量决定了线程池可以处理的最大任务数量。

拒绝策略包括：

（1）AbortPolicy：抛出异常，当任务无法被线程池处理时，抛出异常。

（2）CallerRunsPolicy：调用者运行，将任务回退给调用者线程执行。

（3）DiscardPolicy：丢弃任务，不处理无法被线程池处理的任务。

（4）DiscardOldestPolicy：丢弃最旧的任务，当任务无法被线程池处理时，丢弃队列中最旧的任务。

工作队列类型包括：

（1）LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，适用于任务数量不确定的场景。

（2）ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列，适用于任务数量已知且固定的场景。

（3）SynchronousQueue：同步队列，适用于任务处理速度与任务到达速度相匹配的场景。

3. 同步机制

同步机制是确保多线程安全的重要手段，主要包括以下几种：

（1）悲观锁/乐观锁：悲观锁认为冲突一定发生，乐观锁认为冲突很少发生。悲观锁通常采用锁机制，如synchronized关键字、ReentrantLock等；乐观锁通常采用版本号或时间戳机制。

（2）读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但只有一个线程可以写入数据。读写锁可以提高并发性能，适用于读多写少的场景。

（3）条件变量：条件变量允许线程在满足特定条件时进行等待。条件变量通常与锁机制结合使用，如ReentrantLock中的Condition接口。

4. 并发集合

并发集合是为了满足并发环境下集合操作的安全而设计的，主要包括以下几种：

（1）ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，采用分段锁机制，提高并发性能。

（2）CopyOnWrite容器：写时复制容器，适用于读多写少的场景，写操作会创建一个新的容器。

（3）BlockingQueue：阻塞队列，适用于生产者-消费者模式，线程之间通过队列进行通信。

5. 并发工具类

并发工具类包括：

（1）Phaser：Phaser是一种线程协调工具，用于控制线程的执行顺序。Phaser类似于CyclicBarrier，但提供了更灵活的线程控制机制。

（2）Exchanger：Exchanger允许两个线程交换数据。Exchanger通常用于生产者-消费者模式，线程之间通过交换数据来同步。

（3）FutureTask：FutureTask允许异步执行任务。FutureTask可以获取任务执行结果，适用于异步编程。

（4）非阻塞算法：使用CAS（Compare-And-Swap）操作实现无锁算法。CAS操作通过原子操作来更新数据，避免锁机制的开销。

6. CAS原理、Atomic类、无锁队列

（1）CAS原理：CAS是一种无锁算法，通过比较内存中的值和期望值，如果相等则进行更新。CAS操作包括三个操作数：内存位置、预期值和新值。

（2）Atomic类：Atomic类提供了一系列原子操作，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类通过内部机制保证操作的原子性。

（3）无锁队列：无锁队列是一种基于CAS原理实现的并发队列。无锁队列通过CAS操作实现插入、删除等操作，避免锁机制的开销。

7. 并发框架

（1）Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，提高网络编程性能。主线程负责接收和处理客户端连接，从线程负责处理业务逻辑。

（2）Akka Actor模型：Akka采用Actor模型，将并发编程简化为消息传递。Actor模型通过消息传递实现线程之间的通信，提高并发性能。

（3）Disruptor环形缓冲区：Disruptor是一种高性能的并发队列，采用环形缓冲区实现。Disruptor通过环形缓冲区减少内存碎片，提高并发性能。

二、MyBatis知识体系

1. SQL映射

SQL映射是将Java对象与数据库表进行映射的过程，主要包括以下几种：

（1）注解映射：使用注解进行映射，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。

（2）结果集映射：将数据库表字段映射到Java对象属性，如resultType、resultMap等。

（3）关联查询：处理多表关联查询，如@One、@Many等。

（4）动态SQL：根据条件动态构建SQL语句，如 、 、 等。

2. OGNL表达式、分支语句、批量操作

（1）OGNL表达式：OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于在MyBatis中处理复杂的数据映射。OGNL表达式可以访问对象的属性、方法、集合等。

（2）分支语句：根据条件执行不同的SQL语句，如 、 等。

（3）批量操作：同时执行多条SQL语句，如 、 等。

3. 缓存机制

（1）一级缓存：MyBatis默认使用一级缓存，缓存SQL语句的结果。一级缓存通常以SQL语句为单位，缓存结果集。

（2）二级缓存：自定义二级缓存，缓存整个Java对象。二级缓存可以跨SqlSession共享，提高性能。

（3）自定义缓存：自定义缓存实现，如Redis缓存。自定义缓存可以扩展MyBatis的功能，提高性能。

（4）代理模式：使用代理模式实现缓存。代理模式可以隐藏缓存的实现细节，提高代码的可读性和可维护性。

4. MapperProxy、插件、拦截、动态代理、执行流程

（1）MapperProxy：MapperProxy是MyBatis中用于实现Mapper接口的代理类。MapperProxy通过动态代理技术实现Mapper接口的方法调用。

（2）插件：MyBatis插件允许开发者自定义插件，扩展MyBatis功能。插件可以拦截SQL执行过程，如SQL执行、结果集处理等。

（3）拦截：MyBatis拦截器可以拦截SQL执行过程，如SQL执行、结果集处理等。拦截器可以自定义SQL执行逻辑，提高性能。

（4）动态代理：MyBatis使用动态代理实现Mapper接口。动态代理可以隐藏接口实现细节，提高代码的可读性和可维护性。

（5）执行流程：MyBatis执行流程包括解析XML、构建SQL语句、执行SQL、处理结果集等。解析XML阶段，MyBatis解析Mapper文件，构建SQL语句；执行SQL阶段，MyBatis执行SQL语句并获取结果集；处理结果集阶段，MyBatis将结果集转换为Java对象。

5. SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制

（1）SqlSession生命周期：SqlSession负责数据库连接、事务管理等。SqlSession生命周期包括创建、使用、关闭等阶段。

（2）执行器类型：MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor等。执行器类型决定了SQL执行的方式，如批处理、预处理等。

（3）延迟加载：MyBatis支持延迟加载，提高性能。延迟加载可以在需要时才加载相关数据，减少内存消耗。

（4）扩展机制：MyBatis提供扩展机制，如自定义拦截器、执行器等。扩展机制可以扩展MyBatis的功能，提高性能。

6. 类型处理器、拦截器链、方言支持

（1）类型处理器：MyBatis类型处理器负责将Java对象类型转换为数据库类型。类型处理器可以自定义转换规则，提高性能。

（2）拦截器链：MyBatis拦截器链允许多个拦截器按顺序执行。拦截器链可以自定义拦截逻辑，提高性能。

（3）方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。方言支持可以简化数据库操作，提高性能。

通过以上知识点的串联，我们可以深入了解并发编程和MyBatis的核心概念和原理，从而在实际项目中更好地应用这些技术。

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