并发编程与MyBatis核心知识

📕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

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，是系统进行计算时执行处理器调度的基本单位。线程具有以下基本属性：

• 状态：线程状态反映了线程在生命周期中的不同阶段。线程状态通常包括运行（Running）、就绪（Runnable）、阻塞（Blocked）、创建（New）和终止（Terminated）等。运行状态表示线程正在使用CPU资源执行；就绪状态表示线程准备好执行，但尚未获得CPU时间片；阻塞状态表示线程由于某些原因（如等待I/O操作）暂时无法执行；创建状态表示线程对象已经被创建，但尚未启动；终止状态表示线程执行完毕或被强制终止。

• 优先级：线程优先级是操作系统用于调度线程执行的一个度量，它决定了线程在获取CPU时间片时的优先程度。不同的操作系统和语言对线程优先级的实现方式不同，例如，在Java中，线程优先级分为最高、高、正常、低、最低五个等级，每个等级都对应一个数值，数值越大，优先级越高。

• 同步：在多线程环境中，多个线程可能同时访问共享资源，为了防止数据不一致或竞态条件，需要引入同步机制。同步机制包括锁（Lock）、信号量（Semaphore）、条件变量（Condition Variable）等。锁是用于控制对共享资源访问的一种机制，它保证了同一时间只有一个线程可以访问该资源；信号量是一种更高级的同步机制，它允许多个线程同时访问资源，但必须遵守一定的规则；条件变量允许线程在某些条件下等待，直到其他线程通知它。

• 并发：并发是指多个事件或动作在同一时间发生。在计算机科学中，并发通常指的是在单个处理器上同时处理多个任务的能力。并发编程的目的是提高程序执行效率，通过让多个线程在同一时间片内交替执行，可以实现并行处理，从而减少程序执行时间。

2. 线程生命周期

线程生命周期包括以下阶段：

• 新建（New）：线程被创建时，处于新建状态。在Java中，可以使用Thread类或实现Runnable接口来创建线程。

• 就绪（Runnable）：线程创建后，进入就绪状态，等待CPU调度。就绪状态的线程已经准备好了执行，但还没有获得CPU时间片。

• 运行（Running）：线程被CPU调度执行时，处于运行状态。在Java中，线程的运行状态受到线程优先级和CPU调度算法的影响。

• 阻塞（Blocked）：线程因为等待某些资源或操作而无法执行时，进入阻塞状态。例如，线程在等待I/O操作完成或等待锁释放时，都会进入阻塞状态。

• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止时，进入终止状态。在Java中，线程一旦进入终止状态，就不能再被重新启动。

3. 线程优先级

线程优先级是操作系统用于调度线程执行的一个度量，它决定了线程在获取CPU时间片时的优先程度。不同的操作系统和语言对线程优先级的实现方式不同，例如，在Java中，线程优先级分为最高、高、正常、低、最低五个等级，每个等级都对应一个数值，数值越大，优先级越高。

4. 守护线程

守护线程（Daemon Thread）是一种特殊的线程，它服务于其他线程。当没有非守护线程运行时，守护线程也会终止。守护线程通常用于执行后台任务，如垃圾回收器。

5. 线程池

线程池是管理一组线程的集合，用于提高程序执行效率。线程池的核心参数配置包括：

• 核心线程数：线程池中保持活跃的线程数。当线程池中的线程数少于核心线程数时，会创建新的线程来处理任务。

• 最大线程数：线程池允许的最大线程数。当线程池中的线程数达到最大线程数时，新的任务将等待直到有线程可用。

• 存活时间：空闲线程的存活时间。当线程池中的线程空闲时间超过存活时间时，线程将被终止。

• 工作队列：存放等待执行的任务。

• 拒绝策略：当线程池已满时，如何处理新任务。常见的拒绝策略包括：抛出异常、丢弃任务、调用拒绝处理方法等。

6. 同步机制

同步机制包括：

• 悲观锁：假设数据存在竞争，在操作数据前先加锁，如Java中的synchronized关键字。

• 乐观锁：假设数据不存在竞争，在操作数据后进行检测，如Java中的CAS操作。

• 读写锁：允许多个读操作同时进行，但写操作需要独占访问，如Java中的ReentrantReadWriteLock。

• 条件变量：允许线程在某些条件下等待，如Java中的Object.wait()。

7. 并发集合

并发集合包括：

• ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，采用分段锁机制。

• CopyOnWrite容器：适用于读多写少的场景，在写操作时创建新的容器。

• BlockingQueue：线程安全的队列，支持阻塞和并发操作。

8. 并发工具类

并发工具类包括：

• Phaser：用于协调多个线程的并发操作，支持动态调整线程数。

• Exchanger：用于线程间交换数据。

• FutureTask：用于异步执行任务。

9. 非阻塞算法

非阻塞算法包括：

• CAS原理：比较并交换，用于无锁编程。

• Atomic类：提供原子操作，如AtomicInteger。

• 无锁队列：如ConcurrentLinkedQueue。

10. 并发框架

并发框架包括：

• Netty：高性能的NIO框架，用于网络编程。

• Akka Actor模型：基于Actor模型的消息传递框架。

• Disruptor：环形缓冲区，用于高性能的并发编程。

二、MyBatis知识体系

1. SQL映射

SQL映射包括：

• 注解映射：使用@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解进行映射。

• 结果集映射：使用@Result、@Results等注解映射查询结果。

• 关联查询：使用@One、@Many等注解进行关联查询。

2. 动态SQL

动态SQL包括：

• OGNL表达式：用于构建动态SQL语句。

• 分支语句：如if、choose等。

• 批量操作：如@Batch等。

3. 缓存机制

MyBatis缓存机制包括：

• 一级缓存：SQLSession级别的缓存，默认开启。一级缓存的作用域是SQLSession，当SQLSession关闭时，一级缓存会失效。

• 二级缓存：Mapper级别的缓存，需要手动开启。二级缓存的作用域是Mapper，当Mapper被关闭时，二级缓存会失效。

• 自定义缓存：使用@Cache等注解自定义缓存。

• 代理模式：使用Proxy类实现缓存代理。

4. MapperProxy

MapperProxy是MyBatis的动态代理类，用于实现Mapper接口。执行流程如下：

• 获取Mapper接口的Class对象。

• 使用Proxy类创建代理对象。

• 通过代理对象调用方法，动态生成SQL语句。

5. SqlSession生命周期

SqlSession生命周期包括：

• 创建：使用SqlSessionFactory.openSession()创建SqlSession。

• 使用：使用SqlSession执行CRUD操作。

• 关闭：使用SqlSession.close()关闭SqlSession。

6. 执行器类型

MyBatis执行器类型包括：

• SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL执行。

• ReuseExecutor：重用执行器，适用于多条SQL执行。

• BatchExecutor：批量执行器，适用于批量操作。

7. 延迟加载

延迟加载是指在需要时才加载数据，提高程序执行效率。MyBatis支持延迟加载，如@Lazy等。

8. 扩展机制

MyBatis扩展机制包括：

• 类型处理器：处理类型转换。

• 拦截器链：拦截SQL执行过程。

• 方言支持：支持不同数据库的SQL语法。

综上所述，并发编程和MyBatis知识体系涵盖了线程基础、线程生命周期、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、MapperProxy、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制等多个知识点。这些知识点之间相互关联，形成了一个完整的知识体系。在实际开发中，我们可以根据具体需求，灵活运用这些知识点，提高程序性能和开发效率。

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