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

1. 线程基础

线程是程序执行的最小单位，是程序执行过程中的独立序列。线程具有并发性、共享性和异步性等特点。

（1）线程生命周期：线程生命周期包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）七个状态。线程的创建通常使用Java的Thread类或者Runnable接口实现。线程在创建后进入新建状态，当调用start()方法后进入就绪状态，等待CPU调度。线程在运行过程中可能会因为等待资源而进入阻塞状态，例如等待锁或者I/O操作。当线程执行完毕或者被其他线程中断时，进入终止状态。

（2）线程优先级：线程优先级表示线程执行时的优先程度，Java中线程优先级分为1~10共10个等级，优先级高的线程有更高的执行机会。线程优先级是通过Thread类的getPriority()和setPriority()方法进行设置的。然而，线程优先级并不是绝对的，系统调度器会根据线程的优先级和其他因素进行调度。

（3）守护线程：守护线程是服务线程，为其他线程提供服务。当所有非守护线程结束时，守护线程也会结束。守护线程通常用于执行一些不需要用户交互的辅助任务，例如垃圾回收线程。创建守护线程可以通过调用setDaemon(true)方法实现。

（4）线程池：线程池是管理一组线程的集合，用于提高应用程序的执行效率。线程池的主要作用是减少系统创建线程和销毁线程的开销。线程池通常使用ExecutorService接口和其实现类ThreadPoolExecutor进行创建和管理。线程池的配置参数包括核心线程数、最大线程数、线程存活时间、工作队列类型和拒绝策略等。

2. 核心参数配置

（1）拒绝策略：线程池的拒绝策略包括AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者运行）、DiscardPolicy（丢弃任务）和DiscardOldestPolicy（丢弃最旧的任务）。拒绝策略用于处理当线程池达到最大线程数时，如何处理无法执行的任务。

（2）工作队列类型：线程池的工作队列类型包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue和SynchronousQueue。工作队列用于存放等待执行的任务，不同的工作队列类型具有不同的性能特点。

（3）同步机制：同步机制包括synchronized关键字、Lock接口和Condition接口。synchronized关键字是Java提供的一种同步机制，用于保证在同一时刻只有一个线程可以访问同步代码块。Lock接口是Java 5引入的一种更灵活的同步机制，它提供了更丰富的功能，如尝试锁定、中断锁定等。Condition接口是Lock接口的扩展，用于实现线程间的条件同步。

3. 同步机制

（1）悲观锁/乐观锁：悲观锁认为并发环境中数据一定会被修改，因此每次操作数据时都进行加锁；乐观锁认为并发环境中数据很少被修改，因此每次操作数据时都尝试不加锁，仅在操作失败时进行加锁。乐观锁通常使用版本号或者时间戳来实现。

（2）读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但只允许一个线程写入数据。读写锁可以提高并发性能，尤其是在读操作远多于写操作的场景下。

（3）条件变量：条件变量允许线程在满足特定条件时等待，并在条件满足时唤醒等待线程。条件变量通常与Lock接口一起使用。

4. 并发集合

（1）ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap，采用分段锁技术提高并发性能。ConcurrentHashMap将数据分为多个段，每个段有自己的锁，从而实现并发访问。

（2）CopyOnWrite容器：CopyOnWrite容器在读取数据时复制底层数据，在修改数据时复制底层数据并进行修改。CopyOnWrite容器适用于读多写少的场景。

（3）BlockingQueue：BlockingQueue是线程安全的队列，支持阻塞式操作。BlockingQueue可以用于实现线程间的生产者-消费者模式。

5. 并发工具类

（1）Phaser：Phaser是线程间的同步工具，允许线程在执行过程中进行同步。Phaser可以用于实现线程间的计数器功能，例如实现线程间的协作。

（2）Exchanger：Exchanger是线程间交换数据的工具，允许两个线程在特定条件下交换数据。Exchanger可以用于实现线程间的数据交换。

（3）FutureTask：FutureTask是实现Future接口的线程，用于异步执行任务。FutureTask可以用于获取异步执行任务的结果。

6. 非阻塞算法

（1）CAS原理：Compare-And-Swap（比较并交换）是硬件级别的原子操作，用于实现无锁算法。CAS操作通常包含三个操作数：内存位置V、预期原值A和要修改的新值B。当V的值等于A时，将V的值修改为B，否则不做任何操作。

（2）Atomic类：Atomic类提供了一系列原子操作类，用于实现无锁编程。例如，AtomicInteger、AtomicLong等。

（3）无锁队列：无锁队列是一种基于CAS原理的线程安全队列。无锁队列可以用于实现线程间的生产者-消费者模式。

二、MyBatis知识体系

1. SQL映射

（1）注解映射：MyBatis支持使用注解方式映射SQL语句和结果集。注解映射可以简化XML配置，提高开发效率。

（2）结果集映射：MyBatis支持使用XML或注解方式映射结果集，包括字段映射、类型转换等。结果集映射可以确保数据库数据与Java对象之间的正确映射。

（3）关联查询：MyBatis支持使用XML或注解方式实现关联查询。关联查询可以方便地实现多表之间的关系映射。

（4）动态SQL：MyBatis支持使用XML或注解方式实现动态SQL，包括条件语句、循环语句等。动态SQL可以灵活地构建SQL语句，提高代码的可读性和可维护性。

2. 缓存机制

（1）一级缓存：一级缓存是SqlSession级别的缓存，存储在内存中，生命周期与SqlSession相同。一级缓存可以减少数据库的访问次数，提高查询效率。

（2）二级缓存：二级缓存是Mapper级别的缓存，存储在内存或磁盘上，生命周期与Mapper相同。二级缓存可以跨SqlSession共享数据，提高查询效率。

（3）自定义缓存：MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口实现。自定义缓存可以满足特定场景下的缓存需求。

（4）代理模式：MyBatis使用代理模式实现Mapper接口，提高开发效率。代理模式可以隐藏实现细节，简化开发过程。

3. MapperProxy插件拦截

（1）MapperProxy：MyBatis使用MapperProxy代理Mapper接口，实现动态代理。动态代理可以拦截Mapper接口的执行过程，实现扩展功能。

（2）插件拦截：MyBatis支持使用插件拦截Mapper接口的执行过程，实现扩展功能。插件拦截可以用于实现日志记录、性能监控等功能。

（3）动态代理执行流程：MyBatis使用CGLib或JDK动态代理实现Mapper接口的动态代理。动态代理可以拦截接口方法的调用，实现扩展功能。

4. SqlSession生命周期

（1）SqlSession：SqlSession是MyBatis操作数据库的会话，用于执行SQL语句和获取数据库连接。SqlSession是MyBatis的核心对象，负责管理数据库连接、事务等。

（2）执行器类型：MyBatis支持多种执行器类型，包括SimpleExecutor和BatchExecutor。执行器类型决定了SQL语句的执行方式，例如批量执行、延迟加载等。

（3）延迟加载：MyBatis支持延迟加载关联对象，提高性能。延迟加载可以在需要时才加载关联对象，减少数据库的访问次数。

5. 扩展机制

（1）类型处理器：MyBatis提供类型处理器，用于处理Java类型与数据库类型之间的转换。类型处理器可以简化数据类型的转换过程。

（2）拦截器链：MyBatis支持拦截器链，用于拦截SQL语句的执行过程。拦截器链可以用于实现日志记录、性能监控等功能。

（3）方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。方言支持可以方便地适配不同的数据库。

总结：

并发编程和MyBatis是现代软件开发中不可或缺的技术，掌握这些知识对提高开发效率和质量具有重要意义。本文通过详细阐述并发编程和MyBatis知识体系，帮助读者深入了解这两个领域的核心技术，为实际开发提供有力支持。在学习和应用过程中，要注重理论与实践相结合，不断积累经验，提高自己的技术能力。

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