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

线程是并发编程中的核心概念，是程序执行的最小单位。线程的独立性、并行性和异步性使其成为实现并发执行的关键。在Java中，线程可以通过以下方式创建：

• 继承Thread类：通过继承Thread类并重写run()方法创建线程。
• 实现Runnable接口：通过实现Runnable接口创建线程，将任务封装在Runnable实例中。

线程生命周期

线程从创建到销毁，经历了多个阶段，包括新建、就绪、运行、阻塞和终止。线程状态之间的转换由线程调度器负责管理。

1. 新建（New）：线程被创建后，处于新建状态，此时线程尚未启动，不占用CPU资源。
2. 就绪（Runnable）：线程创建后，进入就绪状态，等待CPU调度。此时线程已准备好执行，但尚未获得CPU时间片。
3. 运行（Running）：线程被CPU调度执行，进入运行状态。线程在运行过程中，可能会被阻塞或被挂起。
4. 阻塞（Blocked）：线程因等待某些资源（如锁）而无法执行，进入阻塞状态。此时线程不会占用CPU资源。
5. 终止（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止，进入终止状态。此时线程将释放所占用的资源，并从线程池中移除。

线程优先级

线程优先级决定了线程在多线程环境中的执行顺序。Java中，线程优先级分为以下等级：

1. MAX_PRIORITY：最高优先级。
2. MIN_PRIORITY：最低优先级。
3. NORM_PRIORITY：默认优先级。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，可以有效地控制线程的创建和销毁，提高程序执行效率，降低资源消耗。线程池的核心参数配置包括：

1. 核心线程数：线程池中最小线程数，线程池启动时创建的线程数量。
2. 最大线程数：线程池中最大线程数，线程池中最多可以同时运行的线程数量。
3. 队列类型：工作队列类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。
4. 拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，如何处理新任务，如CallerRunsPolicy、AbortPolicy等。

同步机制

同步机制是确保线程安全的重要手段，包括：

1. 悲观锁：假设多个线程会同时操作共享资源，因此采用加锁机制来保证线程安全。例如，Java中的synchronized关键字和ReentrantLock类。
2. 乐观锁：假设多个线程不会同时操作共享资源，因此采用版本号或时间戳来保证线程安全。例如，Java中的AtomicInteger、AtomicLong等原子类。
3. 读写锁：允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。例如，Java中的ReentrantReadWriteLock类。
4. 条件变量：线程在等待某个条件成立时，会阻塞等待，直到条件成立。例如，Java中的Condition接口。

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，以确保在并发环境中数据的一致性。

BlockingQueue

BlockingQueue是一种线程安全的队列，支持生产者-消费者模型。常见的BlockingQueue实现包括：

1. LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，具有线程安全特性。
2. ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列，具有固定容量。

并发工具类

以下是一些常用的并发工具类：

1. Phaser：用于协调多个线程的执行，提供类似同步屏障的功能。
2. Exchanger：用于在线程间交换数据，常用于生产者-消费者模型。
3. FutureTask：用于异步执行任务，返回Future对象，可以获取执行结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种在多线程环境中，不使用锁机制来保证线程安全的算法。常见的非阻塞算法包括：

1. CAS（Compare-And-Swap）：比较并交换操作，用于实现原子操作。
2. Atomic类：提供原子操作的类，如AtomicInteger、AtomicLong等。
3. 无锁队列：基于CAS原理实现的线程安全队列。

并发框架

以下是一些常用的并发框架：

1. Netty：基于NIO的异步、事件驱动的网络应用框架，适用于构建高性能、高可靠的网络应用程序。
2. Akka：基于Actor模型的并发框架，适用于构建高并发、高可伸缩的应用程序。
3. Disruptor：基于环形缓冲区的并发框架，适用于高性能的数据处理场景。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式，将Java对象与数据库表进行映射。SQL映射的配置包括：

1. 字段映射：将数据库表中的字段映射到Java对象的属性。
2. 主键映射：指定Java对象的主键字段和数据库表的主键字段。
3. 关联映射：映射多表之间的关系，如一对一、一对多、多对多。

注解映射

MyBatis提供了一系列注解，用于实现SQL映射，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。使用注解映射可以简化XML配置，提高开发效率。

结果集映射

MyBatis将数据库表中的数据映射到Java对象，常见的映射方式包括：

1. 使用TypeHandler实现自定义类型映射：通过实现TypeHandler接口，将数据库类型转换为Java类型。
2. 使用@Results注解实现结果集映射：在Mapper接口中，使用@Results注解指定字段映射关系。

关联查询

MyBatis支持多表关联查询，常见的关联方式包括：

1. 一对一关联：使用@One注解实现，指定关联关系。
2. 一对多关联：使用@Many注解实现，指定关联关系和子查询。
3. 多对多关联：使用@Many注解实现，并定义中间表。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以根据条件动态生成SQL语句。常见的动态SQL实现方式包括：

1. 使用 、 、 、 等标签实现条件判断。
2. 使用 标签实现循环遍历。

OGNL表达式

OGNL是一种表达式语言，用于在MyBatis中实现动态SQL。常见的OGNL表达式包括：

1. 属性访问：${property}。
2. 方法调用：${object.method()}。
3. 运算符：${value1 + value2}。

分支语句

MyBatis支持分支语句，可以根据条件执行不同的SQL片段。常见的分支语句包括：

1. ：条件判断。
2. 、 、 ：分支语句。

批量操作

MyBatis支持批量操作，可以提高数据库操作效率。常见的批量操作包括：

1. 使用@Batch注解实现批量插入。
2. 使用 标签实现批量更新。

缓存机制

MyBatis支持缓存机制，可以提高查询效率。常见的缓存机制包括：

1. 一级缓存：在SqlSession范围内有效，缓存当前会话中查询过的数据。
2. 二级缓存：在SqlSessionFactory范围内有效，缓存全局数据。
3. 自定义缓存：实现Cache接口自定义缓存，适用于复杂的缓存需求。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现Mapper接口的动态代理，从而实现动态SQL映射。MapperProxy是MyBatis中用于实现动态代理的类。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，可以扩展MyBatis的功能。常见的插件包括：

1. 分页插件：实现分页功能。
2. 缓存插件：实现缓存功能。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理实现Mapper接口的代理，代理对象在执行方法时，会根据注解或XML配置动态生成SQL语句。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，负责执行SQL语句。SqlSession的生命周期包括：

1. 创建：通过SqlSessionFactory创建SqlSession。
2. 使用：执行SQL语句。
3. 关闭：释放资源，关闭SqlSession。

执行器类型

MyBatis支持以下执行器类型：

1. SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL语句。
2. ReuseExecutor：重用执行器，适用于批量操作。
3. BatchExecutor：批量执行器，适用于批量操作。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，可以减少初始化时的资源消耗。延迟加载适用于关联查询较多的场景，通过懒加载关联数据，提高查询效率。

扩展机制

MyBatis提供了一系列扩展机制，包括：

1. 类型处理器：实现TypeHandler接口自定义类型映射。
2. 拦截器链：实现Interceptor接口自定义拦截器。
3. 方言支持：实现VFS接口自定义方言。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis的相关知识点，包括线程基础、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、插件拦截、动态代理执行流程、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制等。通过本文的学习，读者可以深入了解并发编程和MyBatis的原理，为实际开发提供有力支持。

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