并发编程与MyBatis精讲-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

在并发编程中，线程是程序执行的最小单位。理解线程的基础知识对于深入掌握并发编程至关重要。线程的实现方式主要分为用户级线程和内核级线程。用户级线程由应用程序管理，而内核级线程由操作系统管理。

线程生命周期

线程的生命周期包括创建、就绪、运行、阻塞、等待和终止等状态。每个状态之间的转换都遵循一定的规则。

创建：通过Thread类或者其子类创建线程对象，或者使用ForkJoinPool等线程池管理类。
就绪：线程创建后，等待CPU时间片。在Java中，线程进入就绪状态后，还需要等待线程调度器的调度。
运行：线程获得CPU时间片，开始执行。Java虚拟机中的线程调度策略包括时间片轮转、优先级调度等。
阻塞：线程由于某些原因（如等待锁、I/O操作等）无法继续执行。在Java中，线程可以通过Object.wait()、Object.notify()等方法进入阻塞状态。
等待：线程主动放弃CPU时间片，进入等待状态。等待状态下的线程可以通过Object.notify()、Object.notifyAll()等方法被唤醒。
终止：线程执行完毕或者被其他线程终止。终止的线程将释放其占用的资源，并从线程池中移除。

线程优先级

线程优先级决定了线程在获得CPU时间片时的优先级。Java中，线程优先级分为最高、正常、最低三个等级，以及四个优先级值（1-10）。线程优先级并不能保证线程一定能够获得更多的CPU时间片，但可以提高线程被调度的概率。

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，守护线程也会自动结束。Java虚拟机中的垃圾回收线程就是一个守护线程。守护线程通常用于执行一些后台任务，如日志记录、资源清理等。

线程池

线程池是管理一组线程的容器，可以有效地减少线程的创建和销毁开销，提高应用程序的响应速度。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、工作队列类型、拒绝策略等。

核心线程数：线程池中最小线程数，即使空闲也保持活跃。
最大线程数：线程池中最大线程数，当任务数量超过最大线程数时，将采用拒绝策略处理新任务。
线程存活时间：空闲线程的存活时间，超过该时间将自动终止空闲线程。
工作队列类型：有界队列和无界队列，分别适用于不同的场景。有界队列可以避免内存溢出，但可能导致任务队列溢出；无界队列可以处理任意数量的任务，但可能导致内存溢出。
拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，如何处理新任务。常见的拒绝策略包括：CallerRunsPolicy（调用者运行策略）、AbortPolicy（放弃策略）、DiscardPolicy（丢弃策略）、DiscardOldestPolicy（丢弃最旧策略）。

同步机制

同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时可能出现的问题，如数据不一致、竞态条件等。

悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发操作会破坏数据一致性，因此在操作前加锁；乐观锁假设并发操作不会破坏数据一致性，因此在操作后检查。Java中，悲观锁可以使用synchronized关键字或ReentrantLock类实现；乐观锁可以使用CAS操作实现。
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。Java中，读写锁可以使用ReentrantReadWriteLock类实现。
条件变量：用于线程间的通信，一个线程等待某个条件成立，另一个线程通知条件成立。Java中，条件变量可以使用Object.wait()、Object.notify()、Object.notifyAll()等方法实现。

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：基于分段锁实现的高效并发集合。ConcurrentHashMap采用分段锁，将数据分成多个段，每个段独立加锁，提高并发性能。
CopyOnWrite容器：适用于读多写少的场景，每次写操作都会创建一个新的容器。CopyOnWrite容器在写操作时，复制底层数组，然后进行修改，最后将新数组赋值给变量。

并发工具类

Phaser：用于协调多个线程的同步。Phaser是一个可重入的同步辅助类，可以用于实现多个线程间的协同工作。
Exchanger：用于在线程间交换数据。Exchanger允许两个线程在某个点交换数据，实现线程间的数据交换。
FutureTask：用于异步计算。FutureTask是Future接口的实现类，可以用于获取异步计算的结果。

非阻塞算法

非阻塞算法通过利用原子操作（如CAS）来避免锁的使用，从而提高并发性能。

CAS原理：比较并交换，用于实现无锁算法。CAS操作包含三个操作数：内存位置、预期值和新值。如果内存位置的值与预期值相等，则将内存位置的值更新为新值。
Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。Atomic类使用CAS操作实现原子性。
无锁队列：基于CAS原理实现的线程安全队列。无锁队列通过CAS操作保证线程安全，提高并发性能。

并发框架

Netty线程模型：基于NIO的异步事件驱动模型。Netty使用单线程事件循环组，通过Selector机制处理多个连接，提高并发性能。
Akka Actor模型：基于消息传递的并发模型。Akka使用Actor模型实现并发编程，通过消息传递实现线程间的通信。
Disruptor环形缓冲区：用于处理高并发场景下的数据流。Disruptor使用环形缓冲区存储数据，通过生产者和消费者的消息传递实现高并发数据流处理。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能，将Java对象与数据库表进行映射。

注解映射：使用注解直接在Java对象上定义SQL映射关系。例如，使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解定义SQL语句。
结果集映射：将数据库查询结果映射到Java对象。MyBatis使用OGNL表达式进行结果集映射，支持复杂的映射关系。
关联查询：处理多表关联查询。MyBatis使用<resultMap>元素定义关联关系，支持一对一、一对多、多对多等关联查询。
动态SQL：根据不同条件动态构建SQL语句。MyBatis使用<if>、<choose>、<when>、<otherwise>等元素实现动态SQL。

OGNL表达式

OGNL表达式用于在MyBatis中进行复杂的数据处理，如条件判断、循环等。

分支语句：根据条件执行不同的SQL片段。例如，使用<if>元素实现条件分支。
批量操作：一次执行多条SQL语句。例如，使用<foreach>元素实现批量插入、批量更新等操作。

缓存机制

MyBatis提供一级缓存和二级缓存，用于提高查询性能。

一级缓存：基于SqlSession的缓存，用于缓存查询结果。一级缓存是SqlSession级别的，当SqlSession关闭时，一级缓存将失效。
二级缓存：基于namespace的缓存，用于缓存查询结果。二级缓存是全局的，可以在不同的SqlSession之间共享。
自定义缓存：自定义缓存实现，如Redis、Memcached等。自定义缓存可以提供更丰富的缓存策略和更高的性能。
代理模式：通过代理模式实现缓存，如CacheExecutor。CacheExecutor是一个MyBatis插件，用于拦截SQL执行过程，实现缓存功能。

MapperProxy插件拦截

MapperProxy：MyBatis的代理实现，用于拦截Mapper接口的方法。
插件拦截：通过插件拦截Mapper接口的方法，实现自定义功能，如日志、性能监控等。
动态代理执行流程：MyBatis使用动态代理技术实现Mapper接口的代理。动态代理通过代理类拦截目标对象的方法调用，实现自定义功能。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，负责执行数据库操作。

执行器类型：MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、BatchExecutor等。执行器类型决定了SQL执行的方式和性能。
延迟加载：延迟加载可以减少数据库访问次数，提高性能。MyBatis支持延迟加载，在需要时才加载关联对象。
扩展机制：MyBatis提供插件机制，用于扩展其功能。通过插件机制，可以扩展MyBatis的功能，如缓存、日志等。

类型处理器

类型处理器：MyBatis将Java类型与数据库类型进行转换。
拦截器链：MyBatis使用拦截器链处理类型转换。拦截器链可以自定义类型转换过程，提高转换性能。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等。

总结

并发编程和MyBatis是Java开发中常用的技术，掌握这些知识对于提高应用程序的性能和可维护性至关重要。本文详细介绍了并发编程和MyBatis的知识体系，包括线程基础、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、非阻塞算法、并发框架、SQL映射、OGNL表达式、缓存机制、插件拦截、SqlSession生命周期、类型处理器和方言支持等知识点。通过学习这些知识点，可以更好地理解并发编程和MyBatis的原理，并在实际项目中应用这些技术。

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