并发编程与MyBatis精髓

📕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、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。

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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

1. 线程基础

并发编程的核心是线程，它是程序执行的最小单位。线程具有以下特点：

• 独立性：线程可以独立运行，互不干扰。这得益于操作系统的调度机制，使得线程能够在CPU上独立运行，执行自己的任务。

• 并行性：多个线程可以同时执行。在现代操作系统中，CPU采用多核技术，可以同时调度多个线程执行，从而实现并行计算。

• 共享性：线程可以共享内存资源。这包括堆内存、栈内存以及文件系统等。线程间的共享内存资源可能导致数据竞争，需要通过同步机制来保证线程安全。

线程基础包括以下内容：

• 线程生命周期：创建、就绪、运行、阻塞、终止。线程生命周期管理是并发编程的关键，需要合理地控制线程的创建、销毁和切换。

• 线程优先级：线程优先级决定了线程的执行顺序。操作系统根据线程优先级和调度策略，决定线程的执行顺序。

• 守护线程：守护线程是服务线程，当守护线程结束时，主线程也会结束。守护线程通常用于后台任务，如垃圾回收等。

• 线程池：线程池是管理线程的一种方式，可以提高程序性能。线程池通过重用已有的线程，减少了线程创建和销毁的开销，从而提高程序性能。

2. 核心参数配置

线程池的核心参数配置包括：

• 核心线程数：线程池中始终存在的线程数量。核心线程数决定了线程池的初始线程数量，以及系统负载较高时能够提供的最大并发能力。

• 最大线程数：线程池中允许的最大线程数量。最大线程数决定了线程池能够处理的最大并发任务数量。

• 队列类型：线程池中存储等待执行任务的队列类型。常见的队列类型包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等，它们分别适用于不同的场景。

• 拒绝策略：当任务无法被线程池执行时，采用的拒绝策略。常见的拒绝策略包括CallerRunsPolicy、AbortPolicy等。

3. 同步机制

同步机制是保证线程安全的关键，主要包括以下内容：

• 悲观锁/乐观锁：悲观锁认为数据冲突是必然的，乐观锁认为数据冲突是偶然的。悲观锁通常采用锁机制，如synchronized、ReentrantLock等；乐观锁通常采用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。读写锁可以提高读操作的性能，适用于读多写少的场景。

• 条件变量：条件变量允许线程在满足特定条件时等待，直到条件成立。条件变量通常与同步机制结合使用，如ReentrantLock中的Condition对象。

4. 并发集合

并发集合是线程安全的集合，主要包括以下内容：

• ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，支持高并发。ConcurrentHashMap采用分段锁技术，将数据划分为多个段，每个段使用独立的锁，从而提高并发性能。

• CopyOnWrite容器：基于写时复制的并发容器，适用于读多写少的场景。当发生写操作时，CopyOnWrite容器会创建一个新的副本，并将写操作应用于副本，从而保证线程安全。

• BlockingQueue：线程安全的队列，支持生产者-消费者模式。BlockingQueue通常用于线程间的通信和协作，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

5. 并发工具类

并发工具类包括以下内容：

• Phaser：用于协调多个线程的执行。Phaser支持线程的预启动、注册和等待操作，可以用于实现线程间的同步。

• Exchanger：用于在线程间交换数据。Exchanger允许两个线程在某个时刻交换数据，适用于数据交换的场景。

• FutureTask：用于异步执行任务。FutureTask封装了异步执行的任务，并提供了获取结果和异常处理等功能。

6. 非阻塞算法

非阻塞算法包括以下内容：

• CAS原理：Compare-And-Swap，用于实现无锁编程。CAS操作包括三个操作数：内存位置、预期值和新值。如果内存位置的值与预期值相等，则将内存位置的值修改为新值。

• Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。Atomic类封装了各种原子操作，可以用于实现无锁编程。

• 无锁队列：基于CAS原理实现的线程安全队列。无锁队列可以保证线程安全，同时避免锁的开销。

7. 并发框架

并发框架包括以下内容：

• Netty线程模型：基于NIO的异步事件驱动的网络应用框架。Netty采用Reactor模式，可以将一个请求处理任务分配给多个线程执行，从而提高并发性能。

• Akka Actor模型：基于Actor模型的并发编程框架。Akka Actor模型通过消息传递实现线程间的通信，可以提高并发性能和系统稳定性。

• Disruptor环形缓冲区：高性能的并发队列。Disruptor环形缓冲区采用环形数据结构，可以高效地处理并发场景下的数据交换。

二、MyBatis知识体系

1. SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能，主要包括以下内容：

• 注解映射：使用注解实现SQL映射。MyBatis提供了多种注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，可以方便地实现SQL映射。

• 结果集映射：将数据库结果集映射到Java对象。MyBatis使用XML文件或注解配置映射关系，将数据库字段映射到Java对象的属性。

• 关联查询：实现多表查询，将关联表的数据映射到Java对象。MyBatis支持多种关联查询方式，如一对一、一对多、多对多等。

2. 动态SQL

动态SQL是MyBatis的高级特性，主要包括以下内容：

• OGNL表达式：使用OGNL表达式动态构建SQL语句。OGNL表达式支持多种数据类型，可以方便地构建动态SQL语句。

• 分支语句：根据条件动态选择SQL语句。MyBatis支持使用 、 、 等标签实现分支语句。

• 批量操作：支持批量插入、更新、删除操作。MyBatis支持使用 标签实现批量操作。

3. 缓存机制

MyBatis提供了两种缓存机制：

• 一级缓存：会话级别的缓存，用于缓存查询结果。一级缓存可以提高查询性能，减少数据库访问次数。

• 二级缓存：全局级别的缓存，用于缓存应用级别的数据。二级缓存可以提高应用性能，减少数据库访问次数。

4. 自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，主要包括以下内容：

• 代理模式：使用代理模式实现自定义缓存。MyBatis提供了MapperProxy代理类，可以用于拦截SQL执行，实现自定义缓存。

• MapperProxy：MyBatis提供的代理类，用于拦截SQL执行。MapperProxy可以拦截SQL执行，实现自定义缓存、拦截器等功能。

5. 执行流程

MyBatis的执行流程包括以下内容：

• MapperProxy：拦截SQL执行，调用SqlSession。MapperProxy可以拦截SQL执行，实现自定义缓存、拦截器等功能。

• SqlSession：执行SQL语句，获取结果集。SqlSession负责执行SQL语句，获取结果集，并管理事务。

• 执行器：负责执行SQL语句，获取结果集。执行器是MyBatis的核心组件，负责执行SQL语句，获取结果集。

6. 扩展机制

MyBatis提供了以下扩展机制：

• 类型处理器：用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。类型处理器可以自定义转换规则，提高类型转换的效率。

• 拦截器链：用于拦截SQL执行，实现自定义逻辑。拦截器链可以拦截SQL执行，实现自定义逻辑，如日志记录、性能监控等。

• 方言支持：支持多种数据库方言。MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等，方便开发人员使用。

通过以上知识点的串联，我们可以更好地理解并发编程和MyBatis在实际应用中的运用。以下是一些举例说明：

1. 在使用MyBatis进行数据库操作时，我们可以利用线程池提高程序性能。例如，使用ExecutorType.BATCH实现批量操作，减少数据库访问次数。

2. 在并发编程中，我们可以使用ConcurrentHashMap实现线程安全的HashMap，提高程序并发性能。例如，在多线程环境下，使用ConcurrentHashMap存储缓存数据。

3. 在并发编程中，我们可以使用Akka Actor模型实现分布式系统。例如，使用Actor模型实现分布式缓存，提高系统可用性。

4. 在并发编程中，我们可以使用Disruptor环形缓冲区实现高性能的并发队列。例如，使用Disruptor实现生产者-消费者模式，提高程序并发性能。

总之，掌握并发编程和MyBatis相关知识，有助于我们更好地开发高性能、高可用的应用程序。在实际应用中，我们需要根据具体场景选择合适的并发编程模型和MyBatis特性，以达到最佳效果。

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