并发编程与MyBatis核心解析

Java开发廖志伟

于 2025-08-03 12:18:20 发布

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分类专栏： Java场景面试宝典文章标签： Concurrent Programming Java Database Persistence Framework

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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）、《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。

📙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。

Java程序员廖志伟

💡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。

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一、并发编程知识体系、线程基础、线程生命周期、线程优先级、守护线程、线程池、核心参数配置、拒绝策略、工作队列类型、同步机制、悲观锁/乐观锁、读写锁、条件变量、并发集合、ConcurrentHashMap、CopyOnWrite容器、BlockingQueue、并发工具类、Phaser、Exchanger、FutureTask、非阻塞算法、CAS原理、Atomic类、无锁队列、并发框架、Netty线程模型、Akka Actor模型、Disruptor环形缓冲区

并发编程是现代计算机系统中的重要概念，它涉及到多个线程或进程同时执行任务，以充分利用多核处理器和并行计算能力，提高程序的执行效率。以下是对上述知识点的详细技术实现细节：

并发编程知识体系并发编程涉及多个方面，包括线程的创建、同步、通信、调度等。其核心目标是提高程序执行效率，降低系统响应时间，增强系统吞吐量。在实现并发编程时，需要考虑线程安全、死锁、竞态条件等问题。
线程基础线程是并发编程的基本单元，它由操作系统管理。线程具有以下特点：
- 独立的执行路径：线程可以独立执行，互不干扰。
- 独立的堆栈空间：每个线程都有自己的堆栈空间，用于存储局部变量和函数调用信息。
- 独立的程序计数器：线程的程序计数器指向当前执行的指令。
- 共享全局数据：线程可以访问全局变量和共享资源。
线程生命周期线程生命周期包括以下状态：
- 新建（New）：线程对象被创建，尚未启动。
- 就绪（Runnable）：线程已准备好执行，等待CPU调度。
- 运行（Running）：线程正在执行。
- 阻塞（Blocked）：线程等待某些条件满足后才能继续执行。
- 终止（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止。
线程优先级线程优先级决定了线程在执行时的优先顺序。Java中，线程优先级分为1（最低）到10（最高）共10个等级。线程优先级只是建议，操作系统根据实际情况进行调度。
守护线程守护线程是服务线程，它为其他线程提供服务。当所有非守护线程执行完毕后，守护线程会自动终止。在Java中，可以通过调用Thread.setDaemon(true)将线程设置为守护线程。
线程池线程池是管理线程的容器，它可以减少线程创建和销毁的开销，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：线程池中的核心线程数，即使没有任务，这些线程也会一直存活。
- 最大线程数：线程池允许的最大线程数。
- 队列：用于存放等待执行的任务。
- 拒绝策略：当任务过多时，如何处理无法执行的任务。
工作队列类型线程池的工作队列分为以下几种类型：
- 阻塞队列（BlockingQueue）：线程池内部使用，用于存放等待执行的任务。
- 队列（Queue）：线程池内部使用，用于存放等待执行的任务。
- 直接提交队列（SynchronousQueue）：无缓冲队列，每个任务都必须等待线程池中有可用线程时才执行。
同步机制同步机制包括以下几种：
- 锁（Lock）：控制线程对共享资源的访问，如ReentrantLock、synchronized等。
- 信号量（Semaphore）：允许多个线程访问一定数量的资源，如Semaphore、CountDownLatch等。
- 读写锁（ReadWriteLock）：允许多个线程同时读取，但只允许一个线程写入，如ReentrantReadWriteLock等。
悲观锁/乐观锁悲观锁和乐观锁是解决并发问题的两种方法。悲观锁认为冲突不可避免，乐观锁认为冲突很少发生。在Java中，悲观锁可以使用synchronized关键字或ReentrantLock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，但只允许一个线程写入。读写锁包括以下几种类型：
- 共享锁（SharedLock）：允许多个线程同时读取。
- 排他锁（ExclusiveLock）：只允许一个线程写入。
条件变量条件变量是一种同步机制，允许线程在满足某些条件时等待，在条件满足时唤醒其他线程。在Java中，可以使用Object的wait()、notify()、notifyAll()方法实现条件变量。
并发集合并发集合包括以下几种类型：
- ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap，适用于高并发场景。
- CopyOnWriteArrayList：线程安全的List，适用于读多写少的场景。
- BlockingQueue：线程安全的队列，适用于生产者-消费者模式。
CopyOnWrite容器 CopyOnWrite容器适用于读多写少的场景，它通过复制整个容器来实现写操作，保证线程安全。在Java中，可以使用CopyOnWriteArrayList实现CopyOnWrite容器。
BlockingQueue BlockingQueue是线程安全的队列，包括以下几种类型：
- ArrayBlockingQueue：基于数组实现，具有固定容量。
- LinkedBlockingQueue：基于链表实现，具有动态容量。
- PriorityBlockingQueue：基于优先级队列实现，元素按照优先级排序。
并发工具类并发工具类包括以下几种：
- Phaser：管理线程的并发执行，如线程屏障。
- Exchanger：交换线程中的数据，如线程间的数据交换。
- FutureTask：表示异步计算的结果，如线程池中的任务。
非阻塞算法非阻塞算法是一种不使用锁和信号量的并发编程方法，它利用原子操作和条件变量实现线程间的同步。在Java中，可以使用Atomic类实现非阻塞算法。
CAS原理 CAS（Compare-And-Swap）是一种原子操作，它比较内存中的一个值，如果符合预期，则更新该值。在Java中，可以使用Atomic类实现CAS操作。
Atomic类 Atomic类是Java并发包中提供的一系列原子操作类，包括AtomicInteger、AtomicLong等。这些类可以保证操作在多线程环境下的原子性。
无锁队列无锁队列是一种不使用锁的并发队列，它通过原子操作和条件变量实现线程间的同步。在Java中，可以使用ConcurrentLinkedQueue实现无锁队列。
并发框架并发框架包括以下几种：
- Netty：基于NIO的异步事件驱动网络框架，适用于高性能网络编程。
- Akka：基于Actor模型的并发框架，适用于分布式系统。
- Disruptor：基于环形缓冲区的并发框架，适用于高性能队列。
Netty线程模型 Netty采用主从多线程模型，主线程负责接收客户端连接，从线程负责处理客户端请求。这种模型可以充分利用多核处理器，提高系统吞吐量。
Akka Actor模型 Akka Actor模型是一种基于消息传递的并发编程模型，每个Actor独立运行，并通过消息进行通信。这种模型可以简化并发编程，提高系统可扩展性。
Disruptor环形缓冲区 Disruptor环形缓冲区是一种高性能的并发队列，它利用环形缓冲区和序列化机制实现高效的并发处理。这种队列适用于高并发场景，如生产者-消费者模式。

二、MyBatis知识体系、SQL映射、注解映射、结果集映射、关联查询、动态SQL、OGNL表达式、分支语句、批量操作、缓存机制、一级缓存、二级缓存、自定义缓存、代理模式、MapperProxy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、类型处理器、拦截器链、方言支持

MyBatis是一个基于Java的持久层框架，它简化了数据库操作，提高了开发效率。以下是对上述知识点的详细技术实现细节：

MyBatis知识体系 MyBatis知识体系包括以下几个方面：
- SQL映射：将Java对象与数据库表进行映射，实现数据持久化。
- 注解映射：使用注解进行SQL映射，简化配置。
- 结果集映射：将查询结果映射到Java对象，实现数据转换。
- 关联查询：实现多表关联查询，简化数据库操作。
- 动态SQL：根据条件动态构建SQL语句，提高SQL的灵活性。
- 缓存机制：提高查询效率，减少数据库访问压力。
- 扩展机制：自定义插件、拦截器等，增强MyBatis功能。
SQL映射 SQL映射是将Java对象与数据库表进行映射的过程。MyBatis提供以下几种SQL映射方式：
- XML映射：使用XML文件进行映射，配置灵活。
- 注解映射：使用注解进行映射，简化配置。
注解映射注解映射是使用注解进行SQL映射的方法。MyBatis提供以下注解：
- @Select：表示查询操作。
- @Insert：表示插入操作。
- @Update：表示更新操作。
- @Delete：表示删除操作。
结果集映射结果集映射是将查询结果映射到Java对象的过程。MyBatis提供以下几种结果集映射方式：
- 结果集映射器（ResultMap）：使用XML或注解进行映射，灵活配置。
- 自动映射：根据列名和属性名进行映射，简化配置。
关联查询关联查询是查询多表数据的过程。MyBatis提供以下几种关联查询方式：
- 一对一关联：使用标签进行映射，实现多表关联。
- 一对多关联：使用标签进行映射，实现多表关联。
- 多对多关联：使用标签进行映射，实现多表关联。
动态SQL 动态SQL是根据条件动态构建SQL语句的过程。MyBatis提供以下动态SQL功能：
- If标签：根据条件执行SQL语句。
- Choose标签：根据条件执行SQL语句。
- Where标签：动态添加WHERE子句。
- Set标签：动态添加SET子句。
OGNL表达式 OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于在Java对象之间进行导航和操作。MyBatis支持OGNL表达式，用于动态SQL。
分支语句分支语句是动态SQL中的条件语句，用于根据条件执行不同的SQL语句。
批量操作批量操作是将多条SQL语句作为一个整体执行的过程。MyBatis提供以下批量操作方式：
- 标签：循环执行SQL语句。
- SqlSession.commit()：提交事务。
缓存机制缓存机制是提高查询效率的一种方法。MyBatis提供以下缓存机制：
- 一级缓存：SqlSession级别的缓存，缓存当前SqlSession中查询到的数据。
- 二级缓存：Mapper级别的缓存，缓存整个应用中查询到的数据。
自定义缓存自定义缓存是自定义缓存实现的过程。MyBatis提供以下自定义缓存方式：
- Cache接口：自定义缓存实现，实现缓存数据的管理。
- CacheException：缓存异常处理，处理缓存操作中可能出现的异常。
代理模式代理模式是MyBatis中使用的一种设计模式，用于实现延迟加载和动态代理。通过代理模式，MyBatis可以在运行时动态创建代理对象，实现延迟加载和动态代理。
MapperProxy插件 MapperProxy是MyBatis中的代理类，用于实现动态代理。通过动态代理，MyBatis可以在运行时拦截Mapper接口的调用，实现延迟加载、动态代理等功能。
拦截拦截是MyBatis中拦截SQL执行的过程，用于实现日志记录、性能监控等。通过拦截器，MyBatis可以在SQL执行前后进行操作，如日志记录、性能监控等。
动态代理动态代理是MyBatis中使用的一种代理技术，用于实现延迟加载和动态代理。通过动态代理，MyBatis可以在运行时创建代理对象，实现延迟加载和动态代理。
执行流程 MyBatis的执行流程包括以下几个步骤：

解析配置文件：解析XML配置文件或注解，获取SQL映射信息。
创建SqlSession：创建SqlSession对象，管理数据库连接、事务等。
创建Mapper代理：创建Mapper代理对象，实现动态代理。
执行SQL语句：执行SQL语句，返回结果。
返回结果：将查询结果映射到Java对象，返回结果。

SqlSession生命周期 SqlSession是MyBatis中的会话对象，它负责管理数据库连接、事务等。SqlSession生命周期包括以下阶段：

创建SqlSession：获取数据库连接，创建SqlSession对象。
执行SQL语句：执行SQL语句，返回结果。
提交/回滚事务：提交或回滚事务。
关闭SqlSession：关闭数据库连接，释放资源。

执行器类型 MyBatis提供以下几种执行器类型：

SimpleExecutor：简单执行器，适用于单条SQL语句执行。
ReuseExecutor：重用执行器，适用于多条SQL语句执行。
BatchExecutor：批量执行器，适用于批量操作。

延迟加载延迟加载是一种按需加载资源的技术，它可以在需要时才加载资源，提高程序执行效率。在MyBatis中，可以通过配置懒加载来实现延迟加载。
扩展机制 MyBatis提供以下扩展机制：
- 插件：自定义插件，实现自定义功能。
- 拦截器：自定义拦截器，实现拦截功能。
类型处理器类型处理器是MyBatis中用于处理Java类型与数据库类型转换的组件。类型处理器可以将数据库类型转换为Java类型，或将Java类型转换为数据库类型。
拦截器链拦截器链是MyBatis中拦截SQL执行的过程，用于实现日志记录、性能监控等。拦截器链可以串联多个拦截器，实现多种功能。
方言支持方言支持是MyBatis中支持不同数据库的SQL语法和特性的功能。MyBatis提供多种方言，如MySQL方言、Oracle方言等，以满足不同数据库的需求。

总结：本文详细描述了并发编程和MyBatis知识体系，涵盖了线程基础、线程生命周期、线程优先级、守护线程、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、并发框架等方面。同时，本文还介绍了MyBatis知识体系，包括SQL映射、注解映射、结果集映射、关联查询、动态SQL、缓存机制、扩展机制等方面。通过本文的学习，读者可以深入理解并发编程和MyBatis的核心知识，提高编程技能。

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