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）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

在并发编程中，线程是程序执行的最小单位，它是操作系统分配处理器时间的基本单位。线程的基础知识包括其创建、生命周期管理、调度策略以及同步与通信机制。

线程创建

线程的创建可以通过多种方式实现，例如在Java中，可以使用Thread类或者实现Runnable接口来创建线程。此外，还可以利用ExecutorService框架来创建线程池，从而更高效地管理线程资源。

线程生命周期

线程的生命周期经历了多个阶段，包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）。

• 新建（New）：线程对象被创建，但尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程已准备好执行，等待被调度。
• 运行（Running）：线程正在处理器上执行。
• 阻塞（Blocked）：线程由于等待某些资源（如锁）而无法继续执行。
• 等待（Waiting）：线程在等待某个特定条件成立，此时不占用CPU时间。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待特定条件成立，但有一个超时时间限制。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被显式终止。

线程优先级

线程优先级决定了线程在多线程环境中的调度顺序。在Java中，线程优先级分为1到10共10个等级，优先级高的线程更有可能获得CPU时间。然而，优先级只是影响调度的一个因素，调度器并不保证一定按照优先级进行调度。

守护线程

守护线程（Daemon Thread）是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务。当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。Java虚拟机不会等待守护线程执行完毕，因此它们通常用于执行一些后台任务。

线程池

线程池是管理一组线程的容器，它可以提高程序的性能和资源利用率。线程池的核心参数配置包括核心线程数、最大线程数、存活时间、工作队列类型和拒绝策略等。

拒绝策略

当线程池中的线程数量达到最大值时，拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略有：

• AbortPolicy（抛出异常）：当任务无法被处理时，抛出RejectedExecutionException异常。
• CallerRunsPolicy（调用者运行）：将任务交还给调用者线程执行。
• DiscardPolicy（丢弃任务）：直接丢弃任务，不执行任何操作。
• DiscardOldestPolicy（丢弃最旧任务）：丢弃工作队列中最旧的任务，执行新的任务。

同步机制

同步机制用于解决多线程并发访问共享资源时可能出现的数据不一致问题。常见的同步机制包括：

悲观锁/乐观锁

悲观锁和乐观锁是两种常见的并发控制策略。

• 悲观锁：假设并发访问会导致数据不一致，因此在访问共享资源前先加锁，直到操作完成才释放锁。
• 乐观锁：假设并发访问不会导致数据不一致，因此采用版本号或时间戳等机制来检测冲突。

读写锁

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。

• 读写锁（ReadWriteLock）：提供了读取锁（共享锁）和写入锁（排他锁）两种锁，以支持高并发读操作。

条件变量

条件变量是一种线程同步机制，它允许线程在满足特定条件时等待，直到条件成立时被唤醒。

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。

• ConcurrentHashMap：使用分段锁（Segment Locking）来提高并发性能。
• CopyOnWriteArrayList：在每次修改操作时创建一个新的副本来保证线程安全。

CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器是一种线程安全的容器，它通过在每次修改操作时创建一个新的副本来保证线程安全。

BlockingQueue

BlockingQueue是一种线程安全的队列，它支持生产者和消费者模型。

• LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列。
• ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列。
• PriorityBlockingQueue：基于优先级的阻塞队列。

并发工具类

并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等。

• Phaser：一种用于协调多个线程的并发工具，允许线程在执行过程中等待其他线程。
• Exchanger：允许两个线程在交换数据后继续执行。
• FutureTask：一个表示异步计算结果的类，允许客户端线程提交一个任务，并获取任务执行结果。

非阻塞算法

非阻塞算法是一种避免使用锁和同步机制的并发算法，它通过比较和交换操作来实现线程间的协作。

CAS原理

CAS（Compare-And-Swap）是一种非阻塞算法，它通过比较和交换操作来实现线程间的协作。

Atomic类

Atomic类提供了一系列原子操作，如AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等，它们可以保证线程安全。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS原理的线程安全队列，它避免了锁的开销，提高了并发性能。

并发框架

Netty、Akka和Disruptor是三种常见的并发框架。

• Netty：采用主从多线程模型，将任务分配给多个工作线程，以提高并发性能。
• Akka：采用Actor模型，通过消息传递来实现线程间的通信。
• Disruptor：基于环形缓冲区的并发框架，通过减少锁的开销来提高并发性能。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能之一，它将Java对象与数据库表进行映射。

注解映射

注解映射使用注解来定义Java对象与数据库表之间的映射关系。

结果集映射

结果集映射用于将数据库查询结果映射到Java对象。

关联查询

关联查询用于处理多表之间的关系。

动态SQL

动态SQL允许根据不同的条件动态构建SQL语句。

缓存机制

MyBatis提供了缓存机制，包括一级缓存和二级缓存。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，它缓存了SqlSession中最近执行过的查询结果。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，它缓存了应用级别的查询结果。

自定义缓存

MyBatis允许自定义缓存，通过实现Cache接口来实现。

代理模式

MyBatis使用代理模式来实现动态代理，它通过MapperProxy类来代理Mapper接口。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，它允许在执行SQL语句前后进行拦截操作。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理技术来实现Mapper接口的代理，其执行流程如下：

1. 创建MapperProxy实例；
2. 调用MapperProxy的invoke方法；
3. 根据方法类型调用相应的处理方法；
4. 执行SQL语句；
5. 返回结果。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心接口，它负责管理数据库连接、事务和执行SQL语句。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor等。

延迟加载

延迟加载是一种优化技术，它将关联查询的结果延迟到真正需要时再加载。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，如类型处理器、拦截器链和方言支持等。

类型处理器

类型处理器用于将数据库类型转换为Java类型。

拦截器链

拦截器链允许在执行SQL语句前后进行拦截操作。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle和SQL Server等。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis知识体系，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、SqlSession生命周期、执行器类型、延迟加载、扩展机制等内容。通过本文的学习，读者可以深入了解并发编程和MyBatis的原理和应用，为实际开发提供有力支持。

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