📕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
并发编程是计算机科学中的一个核心领域,它涉及了如何高效地在同一时间执行多个任务,从而提高程序的响应速度和资源利用率。以下是对并发编程知识体系的详细补充说明。
- 线程基础
线程是并发编程的核心,它是操作系统进行并发处理的基本单位。
(1)线程生命周期
线程的生命周期经历了从创建到销毁的多个状态。在Java中,线程的生命周期通常包括以下状态:
- 新建(New):线程对象被创建后,但尚未启动,此时线程处于不可运行状态。
- 就绪(Runnable):线程已经准备好执行,等待CPU调度。
- 运行(Running):线程获得CPU时间,开始执行任务。
- 阻塞(Blocked):线程因为某些原因(如等待资源)而无法继续执行。
- 死亡(Terminated):线程执行完毕或被终止。
线程的生命周期状态转换是线程调度和管理的基础,操作系统通过调度算法来决定哪个线程能够获得CPU时间。
(2)线程优先级
线程优先级决定了线程在CPU调度中的优先级。在Java中,线程优先级分为1到10级,优先级高的线程更有可能获得CPU时间。线程的优先级可以通过setPriority()方法设置,但优先级的具体实现依赖于操作系统的调度策略。
(3)守护线程
守护线程是一种特殊的线程,它不属于程序中不可或缺的部分。当所有的非守护线程执行完毕后,即使守护线程还在运行,程序也会退出。Java虚拟机会在所有非守护线程完成后自动退出。
(4)线程池
线程池是一种管理线程的机制,它可以减少线程创建和销毁的开销,提高程序性能。线程池的核心参数包括:
- 核心线程数:线程池中最小的线程数量,即使没有任务执行,这些线程也会一直存活。
- 最大线程数:线程池中最大的线程数量,当任务数量超过核心线程数时,会创建新线程来处理任务。
- 存活时间:线程空闲时等待被回收的时间。
- 任务队列:存放等待执行的任务。
- 拒绝策略:当任务队列已满,且线程数达到最大值时,如何处理新提交的任务。
(5)同步机制
同步机制是确保多个线程在访问共享资源时不会产生冲突的重要手段。常见的同步机制包括:
- 悲观锁:在操作共享资源之前,先获取锁,其他线程必须等待锁释放后才能访问该资源。
- 乐观锁:在操作共享资源之前,不获取锁,而是在操作完成后,通过版本号或其他机制判断是否发生冲突。
- 读写锁:允许多个线程同时读取资源,但只有一个线程可以写入资源。
- 条件变量:线程在等待某个条件成立时,可以挂起自己,当条件成立时,其他线程可以唤醒该线程。
- 并发集合
并发集合是为多线程环境设计的集合类,它们提供了线程安全的操作。
- ConcurrentHashMap:线程安全的HashMap,通过分段锁技术提高了并发性能。
- CopyOnWriteArrayList:在写操作时,创建一个新的副本,然后对副本进行操作,最后将副本替换原容器。
- BlockingQueue:阻塞队列,支持生产者-消费者模型,当队列满时,生产者线程会等待;当队列空时,消费者线程会等待。
- 并发工具类
并发工具类提供了许多方便的并发编程功能。
- Phaser:用于线程间的同步,允许线程在某个点上等待,直到所有线程都到达该点。
- Exchanger:用于线程间的数据交换,允许两个线程在某个点上交换数据。
- FutureTask:表示异步计算的结果,可以用来获取异步执行的结果。
- 非阻塞算法:如CAS算法(Compare-And-Swap),用于实现无锁编程。
- 并发框架
并发框架提供了更高级别的并发编程抽象。
- Netty:基于NIO(非阻塞I/O)的高性能网络框架,适用于开发高性能、高并发的网络应用。
- Akka Actor模型:基于Actor模型的并发框架,具有高可用性和可扩展性,适用于构建分布式系统。
- Disruptor:环形缓冲区,用于处理高并发、低延迟的数据流,适用于消息队列、事件处理等场景。
二、MyBatis知识体系
MyBatis是一个优秀的持久层框架,它简化了数据库操作,提高了开发效率。
- SQL映射
MyBatis通过映射文件将SQL语句与Java对象映射,支持多种映射方式。
- 注解映射:使用注解来定义SQL语句与Java对象的映射关系,简化了映射配置。
- 结果集映射:将查询结果映射到Java对象或集合,支持复杂的映射关系。
- 关联查询:处理多表关联查询,将查询结果映射到嵌套的Java对象。
- 动态SQL
MyBatis支持动态SQL,可以根据条件动态拼接SQL语句。
- OGNL表达式:用于动态拼接SQL语句,支持多种表达式语法。
- 分支语句:根据条件执行不同的SQL语句,提高了代码的可读性和可维护性。
- 批量操作:支持批量插入、批量更新、批量删除,提高了数据库操作效率。
- 缓存机制
MyBatis支持一级缓存和二级缓存,可以减少数据库访问次数,提高系统性能。
- 一级缓存:SQLSession级别的缓存,默认开启,缓存当前会话的查询结果。
- 二级缓存:全局缓存,可自定义,缓存不同SQLSession的查询结果。
- 代理模式
MyBatis使用代理模式实现Mapper接口的动态代理,简化了数据库操作。
- MapperProxy:MyBatis提供的动态代理类,负责处理数据库操作。
- 插件拦截:通过插件拦截Mapper接口的方法,实现自定义逻辑,如日志记录、性能监控等。
- 执行流程
MyBatis的执行流程如下:
- 创建SqlSession。
- 获取Mapper接口的代理对象。
- 调用代理对象的方法,执行SQL语句。
- 处理结果集,返回Java对象或集合。
- 关闭SqlSession。
- 执行器类型
MyBatis提供以下执行器类型:
- 简单执行器:适用于单条SQL语句执行。
- 批处理执行器:适用于批量SQL语句执行。
- 分页执行器:适用于分页查询。
- 延迟加载
MyBatis支持延迟加载,即在需要时才加载关联对象,减少了数据库访问次数,提高了系统性能。
- 扩展机制
MyBatis提供以下扩展机制:
- 类型处理器:处理Java类型与数据库类型之间的转换。
- 拦截器链:拦截执行过程中的方法,实现自定义逻辑。
- 方言支持:支持不同数据库的方言,如MySQL、Oracle等。
总结
并发编程和MyBatis是Java开发中非常重要的两个领域。通过学习并发编程,我们可以提高程序的性能和可扩展性;通过学习MyBatis,我们可以简化数据库操作,提高开发效率。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,以达到最佳的性能和可维护性。
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