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

线程基础 线程是并发编程的核心概念，它允许程序在单个进程中同时执行多个任务。在操作系统中，线程是CPU调度的基本单位，它通过共享进程的资源（如内存、文件描述符等）来实现多任务处理。线程的创建通常涉及操作系统内核的调度，而线程的运行则依赖于CPU的时间片分配。

线程生命周期 线程从创建到销毁经历多个状态，这些状态反映了线程的执行状态。在Java中，线程的生命周期可以概括为以下状态：

• 新建（New）：线程对象被创建但尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程已经准备好执行，等待CPU调度。
• 运行（Running）：线程正在CPU上执行。
• 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待资源）无法继续执行。
• 等待（Waiting）：线程在等待某个条件发生，如等待另一个线程的通知。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待某个条件发生，但有一个超时限制。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被终止。

线程优先级 线程优先级决定了线程在调度时的优先级。在Java中，线程优先级用整数表示，数值越大，优先级越高。线程优先级在调度时只是一个建议，操作系统可以根据实际情况进行调整。

守护线程 守护线程是一种特殊的线程，它依赖于其他线程的执行。当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。在Java中，可以使用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。

线程池 线程池是管理一组线程的集合，它允许程序重用一组线程来执行多个任务，从而减少线程创建和销毁的开销。线程池的核心参数包括：

• 核心线程数：线程池中始终存在的线程数量。
• 最大线程数：线程池允许的最大线程数量。
• 线程活跃时间：线程池中空闲线程的存活时间。
• 任务队列类型：线程池中用于存放待执行任务的队列类型。
• 拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，如何处理无法执行的任务。

拒绝策略 当线程池达到最大线程数时，如果还有任务需要执行，拒绝策略决定如何处理这些任务。常见的拒绝策略包括：

• CallerRunsPolicy：调用者运行策略，将任务回退给调用者线程执行。
• AbortPolicy：抛出异常，通知调用者线程池已满。
• DiscardPolicy：丢弃任务，不采取任何行动。
• DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的未执行任务。

工作队列类型 线程池的工作队列用于存放待执行的任务。常见的队列类型包括：

• 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，具有固定容量。
• PriorityBlockingQueue：具有优先级的阻塞队列。
• SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等待另一个线程的删除操作。

同步机制 同步机制用于保证线程在访问共享资源时的互斥性，防止数据竞争。常见的同步机制包括：

• 互斥锁（Mutex）：确保一次只有一个线程可以访问共享资源。
• 读写锁（ReadWriteLock）：允许多个线程同时读取共享资源，但只有一个线程可以写入。
• 条件变量（Condition）：允许线程在某些条件成立之前阻塞。

悲观锁/乐观锁 悲观锁和乐观锁是两种不同的并发控制策略。悲观锁假设并发冲突很可能会发生，因此在访问共享资源时总是先加锁；乐观锁则假设并发冲突很少发生，只有在冲突发生时才进行锁的申请。

读写锁 读写锁是一种高级的同步机制，允许多个线程同时读取共享资源，但只有一个线程可以写入共享资源。在Java中，ReentrantReadWriteLock类提供了读写锁的实现。

条件变量 条件变量是一种线程间的通信机制，允许线程在满足某些条件之前阻塞，直到其他线程通知它。在Java中，Object类提供了wait()、notify()和notifyAll()方法来实现条件变量。

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。这些集合类提供了线程安全的操作，确保在并发访问时数据的一致性。

CopyOnWrite容器 CopyOnWrite容器是一种线程安全的集合，在每次修改操作时都会创建一个新的副本，而不是直接修改原有对象。这种策略适用于读多写少的场景。

BlockingQueue BlockingQueue是一种线程安全的队列，支持阻塞式操作，包括插入、删除和检查元素。它常用于生产者-消费者模型，确保线程之间的协调。

并发工具类 并发工具类提供了各种并发编程中的实用工具，如Phaser、Exchanger、FutureTask等。这些工具类简化了并发编程的复杂性。

非阻塞算法 非阻塞算法是一种避免使用锁的并发控制方法，通过原子操作和条件变量实现。这种策略可以减少锁的竞争，提高系统的吞吐量。

CAS原理 CAS（Compare-And-Swap）是一种非阻塞算法，通过比较内存中的值和预期值，如果相等则更新内存中的值。在Java中，java.util.concurrent.atomic包提供了原子操作类。

Atomic类 Atomic类提供了一系列原子操作的工具类，如AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。这些类可以保证在多线程环境下对基本数据类型的操作是原子的。

无锁队列 无锁队列是一种不使用锁的并发队列，通过CAS操作实现线程安全。这种队列适用于高并发场景，可以显著提高系统的性能。

并发框架 并发框架提供了一系列并发编程的工具和库，如Netty、Akka、Disruptor等。这些框架简化了并发编程的复杂性，提供了高性能的并发解决方案。

Netty线程模型 Netty是一种高性能的网络框架，其线程模型采用主从多线程模型，将任务分配给多个线程进行处理。这种模型可以有效地提高网络应用程序的并发性能。

Akka Actor模型 Akka是一种基于Actor模型的并发框架，通过Actor之间的消息传递实现并发编程。Actor模型提供了一种轻量级的并发解决方案，可以简化并发编程的复杂性。

Disruptor环形缓冲区 Disruptor是一种高性能的并发框架，使用环形缓冲区来存储数据，并通过发布-订阅模式实现并发访问。这种框架特别适用于处理高并发的事件处理场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射 SQL映射是将Java对象属性与数据库表字段之间的映射关系。在MyBatis中，SQL映射可以通过注解和XML两种方式进行定义。

注解映射 注解映射使用MyBatis提供的注解，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等，来定义SQL映射关系。这些注解可以直接应用于接口方法或XML映射文件中的SQL语句。

结果集映射 结果集映射是将数据库查询结果与Java对象属性之间的映射关系。在MyBatis中，可以使用@Results和@Result注解来实现结果集映射。

关联查询 关联查询用于处理多表之间的关系。在MyBatis中，可以使用@One和@Many注解来实现关联查询。

动态SQL 动态SQL允许根据不同的条件动态生成SQL语句。在MyBatis中，可以使用@SelectProvider、@SelectKey和@Options等注解来实现动态SQL。

OGNL表达式 OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于在MyBatis中实现复杂的表达式和逻辑。OGNL表达式可以用于动态SQL映射和结果集映射。

分支语句 分支语句允许根据不同的条件执行不同的SQL语句。在MyBatis中，可以使用<choose>、<when>和<otherwise>标签来实现分支语句。

批量操作 批量操作允许一次性执行多个SQL语句，提高数据库操作的效率。在MyBatis中，可以使用<foreach>标签来实现批量操作。

缓存机制 MyBatis提供了两种缓存机制：一级缓存和二级缓存。

一级缓存 一级缓存是MyBatis的默认缓存，用于缓存SqlSession范围内的查询结果。当执行查询操作时，MyBatis会首先检查一级缓存中是否存在该数据，如果存在则直接返回结果，否则从数据库中查询并缓存结果。

二级缓存 二级缓存是MyBatis提供的跨SqlSession的缓存机制，用于缓存应用级别的查询结果。二级缓存可以跨多个SqlSession共享，但需要手动配置和管理。

自定义缓存 MyBatis允许自定义缓存实现，通过实现Cache接口来实现自定义缓存。自定义缓存可以提供更灵活的缓存策略和更丰富的功能。

代理模式 MyBatis使用代理模式来管理Mapper接口和实现类之间的关系。通过代理模式，MyBatis可以在不修改原始接口的情况下，动态地生成代理实现类。

MapperProxy MapperProxy是MyBatis中用于代理Mapper接口的类，负责执行SQL语句。当调用Mapper接口的方法时，MapperProxy会拦截这个调用，并执行相应的SQL语句。

插件拦截 MyBatis提供了插件机制，允许拦截SQL执行过程，如执行器、类型处理器、拦截器链等。通过插件机制，可以扩展MyBatis的功能，实现自定义的拦截逻辑。

动态代理执行流程 MyBatis使用动态代理技术来代理Mapper接口，执行流程包括代理生成、代理执行和结果返回。在代理生成阶段，MyBatis会动态生成代理实现类；在代理执行阶段，代理实现类会拦截调用并执行相应的SQL语句；在结果返回阶段，代理实现类会将执行结果返回给调用者。

SqlSession生命周期 SqlSession是MyBatis的核心对象，负责管理数据库连接和事务。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。在创建SqlSession时，MyBatis会建立数据库连接并开启事务；在使用SqlSession时，可以执行SQL语句和进行数据操作；在关闭SqlSession时，MyBatis会提交或回滚事务并关闭数据库连接。

执行器类型 MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor，用于执行SQL语句。不同的执行器类型适用于不同的场景，例如SimpleExecutor适用于单条SQL语句的执行，而BatchExecutor适用于批量操作。

延迟加载 延迟加载是一种懒加载技术，用于按需加载对象属性。在MyBatis中，可以使用<association>和<collection>标签来实现延迟加载。

扩展机制 MyBatis提供了扩展机制，允许自定义插件、拦截器、执行器等。通过扩展机制，可以扩展MyBatis的功能，实现自定义的插件逻辑。

类型处理器 类型处理器用于将数据库字段类型转换为Java对象属性类型。在MyBatis中，类型处理器通过实现TypeHandler接口来实现。

拦截器链 拦截器链是一种拦截器管理机制，允许在执行SQL语句前和后执行拦截器。在MyBatis中，拦截器链通过实现Interceptor接口来实现。

方言支持 MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQL Server等，通过方言可以自定义SQL语句的语法。在MyBatis中，可以通过配置文件或注解来指定使用哪种方言。

总结 本文详细介绍了并发编程和MyBatis知识体系，从线程基础、线程池、同步机制、并发集合到并发框架，再到MyBatis的SQL映射、动态SQL、缓存机制、插件拦截等。通过串联这些知识点，我们可以更好地理解和应用并发编程和MyBatis技术。在实际开发中，我们需要根据具体场景选择合适的并发编程模型和MyBatis配置，以提高应用性能和可维护性。

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