并发编程与MyBatis核心解析-CSDN博客

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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）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

线程基础

在并发编程领域，线程作为程序执行的最小单元，承载着并行执行的任务。线程的实现依赖于操作系统的调度机制，不同的操作系统对线程的调度策略有所不同，但线程的基本概念和操作是通用的。

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。线程的创建通常由线程工厂或直接使用构造函数完成。线程进入就绪状态后，等待被调度执行。线程运行时，如果遇到I/O操作或同步资源竞争，则可能进入阻塞或等待状态。线程超时或任务完成时，进入终止状态。
线程优先级：线程优先级反映了线程在多线程环境中的执行优先级。线程优先级通常由操作系统提供，用户可以通过设置优先级来影响线程的调度顺序。在Java中，线程优先级分为1（最低）到10（最高）共10个等级，但实际的优先级设置可能会受到操作系统和Java虚拟机（JVM）的限制。
守护线程：守护线程是一类特殊的线程，其生命周期依赖于主线程。守护线程通常用于后台服务，如垃圾回收器。当主线程结束时，所有非守护线程必须先完成执行，然后守护线程才会被强制终止。
线程池：线程池是管理一组线程的容器，通过复用线程来提高程序执行效率。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、存活时间、工作队列类型等。核心线程数决定了线程池中始终存在的线程数量，最大线程数则限制了线程池允许的最大线程数量。存活时间设置了空闲线程的等待时间，工作队列类型决定了线程池中任务队列的实现方式。

线程池核心参数配置

核心线程数：线程池中的核心线程数决定了在空闲时线程池维护的线程数量。
最大线程数：线程池的最大线程数限制了线程池在任务量增加时可以创建的最大线程数。
存活时间：空闲线程在等待时间超过存活时间后，会被回收。
工作队列类型：工作队列类型决定了线程池中任务队列的实现方式，如循环队列、链表队列等。

拒绝策略

当线程池中的线程数量达到最大值，且工作队列已满时，线程池会采取拒绝策略。常见的拒绝策略包括：

抛出异常：当线程池无法处理新的任务时，抛出RejectedExecutionException异常。
调用拒绝方法：调用拒绝方法，如AbortPolicy、CallerRunsPolicy等，来处理无法执行的任务。

同步机制

同步机制是保证线程安全的关键。常见的同步机制包括：

悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发访问时，数据会被修改，因此在访问数据前先加锁。乐观锁假设并发访问时，数据不会被修改，因此在访问数据时才加锁。
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。
条件变量：条件变量允许线程在满足特定条件时等待，直到条件满足后继续执行。

并发集合

并发集合是专门为并发环境设计的集合类，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。

ConcurrentHashMap：基于分段锁的并发HashMap，适用于高并发场景。ConcurrentHashMap通过将数据分成多个段，每个段有自己的锁，从而实现并发访问。
CopyOnWrite容器：基于写时复制的并发容器，适用于读多写少的场景。当容器被修改时，它会创建一个新的副本，从而避免对原有数据的并发修改。
BlockingQueue：阻塞队列，线程在执行任务时，如果任务队列已满，则等待队列中有空间后再继续执行。

并发工具类

Phaser：Phaser是一种可重用的同步工具，用于协调多个线程的执行。Phaser允许线程在执行前注册一个阶段，在执行结束后到达下一个阶段。
Exchanger：Exchanger允许两个线程交换数据。当两个线程都准备好交换数据时，它们可以在Exchanger处进行数据交换。
FutureTask：FutureTask是一个可以异步执行任务的线程，可以获取任务执行结果。FutureTask通常与ExecutorService结合使用，以实现异步任务的提交和执行。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种无需等待的算法，如CAS（Compare-And-Swap）算法。

CAS原理：CAS算法是一种无锁算法，通过比较内存中的值与预期值，如果相等，则更新内存中的值。
Atomic类：Java提供了一系列的Atomic类，如AtomicInteger、AtomicLong等，用于实现无锁操作。这些类通过原子操作保证了操作的原子性。
无锁队列：无锁队列是一种基于CAS算法实现的并发队列。无锁队列通过原子操作实现了元素的添加和删除，从而避免了传统的锁机制。

并发框架

Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，可以有效地处理高并发网络应用。Netty通过主线程处理连接建立和读写操作，从线程处理业务逻辑，从而提高了系统的吞吐量。
Akka Actor模型：Akka是一种基于Actor模型的并发框架，适用于构建分布式系统。Actor模型通过将任务封装在Actor中，实现了消息传递和并发执行。
Disruptor环形缓冲区：Disruptor是一种基于环形缓冲区的并发框架，适用于高并发场景。Disruptor通过环形缓冲区和序列化机制，实现了高效的并发消息传递。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

注解映射：使用注解方式将Java对象属性与数据库字段进行映射。MyBatis提供了多种注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，用于定义SQL映射。
结果集映射：将数据库查询结果映射到Java对象。MyBatis通过XML配置或注解方式定义结果集映射规则，将查询结果中的列与Java对象的属性进行映射。
关联查询：处理多表关系，将多个表的数据映射到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。

动态SQL

OGNL表达式：OGNL表达式用于在动态SQL中获取Java对象属性值。OGNL表达式支持丰富的属性访问和逻辑运算，可以灵活地构造动态SQL语句。
分支语句：根据条件执行不同的SQL语句。MyBatis支持if、choose、when、otherwise等分支语句，以实现动态SQL的灵活控制。
批量操作：同时执行多条SQL语句。MyBatis支持批量插入、批量更新和批量删除等操作，以提高数据库操作的效率。

缓存机制

一级缓存：MyBatis在执行查询操作时，将查询结果缓存到一级缓存中。当再次查询相同数据时，如果一级缓存中有结果，则直接从缓存中获取，从而提高查询效率。
二级缓存：MyBatis支持自定义二级缓存，将查询结果缓存到不同的缓存实现中。二级缓存通常用于跨SqlSession的缓存，提高系统性能。
自定义缓存：通过实现Cache接口，自定义缓存实现。自定义缓存可以支持多种缓存策略，如LRU、FIFO等。

代理模式

MapperProxy：MyBatis使用动态代理技术，生成Mapper接口的代理对象。代理对象在执行方法时，会根据方法名和参数动态构建SQL语句，并执行数据库操作。
插件拦截：MyBatis支持插件拦截，如拦截SQL执行、结果集处理等。插件可以扩展MyBatis的功能，实现自定义的数据库操作。

动态代理执行流程

执行Mapper接口方法。
判断是否命中一级缓存。
如果命中一级缓存，直接返回缓存结果。
如果未命中一级缓存，执行查询操作。
将查询结果缓存到一级缓存。
返回查询结果。

SqlSession生命周期

创建SqlSession实例。
使用SqlSession执行数据库操作。
关闭SqlSession，释放资源。

执行器类型

SimpleExecutor：简单执行器，适用于单线程或低并发场景。SimpleExecutor使用单个线程执行SQL语句，适用于小型应用。
ReuseExecutor：重用执行器，适用于高并发场景。ReuseExecutor复用已建立的数据库连接，提高数据库连接利用率。
BatchExecutor：批量执行器，适用于批量操作。BatchExecutor将多个SQL语句合并为一个批量操作，减少数据库访问次数。

延迟加载

懒加载：在需要使用数据时，才进行加载。懒加载可以减少初始化时的资源消耗，提高系统性能。
Eager loading：在加载父对象时，同时加载关联子对象。Eager loading可以提高数据访问速度，但会增加初始化时的资源消耗。

扩展机制

类型处理器：MyBatis提供类型处理器，用于处理类型转换。类型处理器可以将Java类型转换为数据库类型，反之亦然。
拦截器链：MyBatis支持拦截器链，用于拦截SQL执行、结果集处理等。拦截器可以扩展MyBatis的功能，实现自定义的数据库操作。
方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。方言支持使得MyBatis可以适应不同的数据库环境。

总结

本文从并发编程和MyBatis两个知识体系出发，详细介绍了线程基础、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、并发框架、SQL映射、动态SQL、缓存机制、代理模式、动态代理执行流程、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制、类型处理器、拦截器链、方言支持等知识点。通过对这些知识点的深入解析，读者可以更好地理解和应用并发编程和MyBatis技术，提高系统性能和开发效率。

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