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

线程基础

在深入探讨线程的基础知识之前，我们需要理解操作系统是如何管理线程的。线程的创建和管理通常涉及到底层的线程调度算法，这些算法包括时间片轮转、优先级调度等。以下是线程基础的几个关键知识点的技术实现细节：

1. 线程生命周期：线程状态转换通常由线程调度器根据线程的执行状态和系统资源情况进行管理。例如，新建的线程会被调度器放入就绪队列等待CPU分配资源；一旦CPU分配资源，线程状态变为运行状态；如果线程等待某些资源或发生异常，可能会进入阻塞或等待状态。

2. 线程优先级：线程优先级通常由操作系统根据线程的属性来设置，如线程类型、CPU占用率等。操作系统会根据优先级队列来决定线程的执行顺序，确保高优先级线程能够及时获得CPU资源。

3. 守护线程：守护线程通常在后台运行，不干扰主线程的执行。在Java中，可以通过调用Thread.setDaemon(true)将线程设置为守护线程。当JVM启动时，会创建一个守护线程池，用于管理所有的守护线程。

4. 线程池：线程池的实现通常包括一个任务队列和一个工作线程池。任务队列用于存储待执行的任务，工作线程池则负责执行任务。线程池可以通过JDK的ExecutorService接口来创建和管理。

5. 拒绝策略：当线程池达到最大线程数时，拒绝策略会决定如何处理新的任务。例如，CallerRunsPolicy策略会将任务交回给调用者线程来执行。

6. 工作队列类型：不同类型的工作队列有不同的性能特点。例如，LinkedBlockingQueue提供阻塞队列功能，适用于生产者-消费者模式。

同步机制

1. 悲观锁/乐观锁：悲观锁通常使用synchronized关键字或ReentrantLock等锁机制来实现，确保在操作数据前加锁。乐观锁则使用版本号或时间戳来检测数据变化。

2. 读写锁：读写锁允许多个线程同时读取数据，但写入时需要独占锁。实现读写锁的关键是确保读操作不会干扰写操作，同时写操作不会干扰读操作。

3. 条件变量：条件变量通常与ReentrantLock一起使用，允许线程在某个条件成立时才执行。这需要线程在等待条件变量时释放锁，然后在条件成立时重新获取锁。

4. 并发集合：Java的并发集合类如ConcurrentHashMap通过分段锁技术实现线程安全，将数据分成多个段，每个段有自己的锁。

并发工具类

1. Phaser：Phaser允许多个线程协同工作，通过注册和到达阶段来控制线程的执行顺序。

2. Exchanger：Exchanger允许两个线程交换数据，这在实现双向链表或对齐缓存行等场景非常有用。

3. FutureTask：FutureTask实现了Future接口，允许调用者异步执行任务，并获取执行结果。

4. 非阻塞算法：非阻塞算法通常使用无锁编程技术，如CAS操作，来避免线程间的冲突。

5. CAS原理：CAS操作通过原子操作比较和交换内存位置中的值，来确保数据的一致性。

6. Atomic类：Atomic类提供了原子性的基本操作，如AtomicInteger和AtomicLong，它们通过内部锁机制确保操作的原子性。

7. 无锁队列：无锁队列通过无锁编程技术实现，避免了锁的开销，提高了性能。

并发框架

1. Netty线程模型：Netty采用主从多线程模型，主线程负责接收请求，工作线程池负责处理请求，从而提高性能。

2. Akka Actor模型：Akka Actor模型将每个任务封装成Actor，通过消息传递来协调Actor之间的通信。

3. Disruptor环形缓冲区：Disruptor环形缓冲区通过环形队列和预分配数组来优化内存使用，提高并发性能。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

1. 注解映射：MyBatis的注解映射通过@Select、@Insert、@Update、@Delete等注解来实现SQL映射，这些注解可以标注在Mapper接口的方法上。

2. 结果集映射：MyBatis的结果集映射通过XML映射文件或注解来实现，将SQL查询结果映射到Java对象。

3. 关联查询：MyBatis支持多表关联查询，可以通过XML映射文件或注解来实现。

4. 动态SQL：MyBatis的动态SQL通过<if>、<choose>、<foreach>等标签来实现，根据条件动态生成SQL语句。

OGNL表达式/分支语句/批量操作

1. OGNL表达式：OGNL表达式可以用于动态构建查询条件、设置参数等，它是基于表达式语言的，可以灵活地操作对象属性。

2. 分支语句：MyBatis的分支语句可以根据条件执行不同的SQL语句，例如<if>标签。

3. 批量操作：MyBatis支持批量插入、批量更新等操作，通过<foreach>标签来实现。

缓存机制

1. 一级缓存/二级缓存：MyBatis的一级缓存是本地缓存，而二级缓存是跨会话的缓存。一级缓存通常是SqlSession级别的，而二级缓存可以是应用级别的。

2. 自定义缓存：MyBatis允许自定义缓存实现，通过实现Cache接口来实现更复杂的缓存策略。

3. 代理模式：MyBatis采用代理模式来处理Mapper接口的调用，通过MapperProxy来实现。

MapperProxy/插件/动态代理

1. MapperProxy：MapperProxy是MyBatis的代理实现，用于处理Mapper接口的方法调用。

2. 插件：MyBatis插件可以拦截数据库操作，实现自定义功能，如日志记录、性能监控等。

3. 动态代理：MyBatis采用动态代理技术来创建Mapper接口的代理。

SqlSession生命周期/执行器类型/延迟加载

1. SqlSession生命周期：SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。在创建SqlSession时，会创建Executor实例来执行数据库操作。

2. 执行器类型：MyBatis提供多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor，它们分别适用于不同的场景。

3. 延迟加载：MyBatis支持延迟加载，可以将关联对象的数据延迟加载，提高性能。

扩展机制

1. 类型处理器：MyBatis的类型处理器用于处理Java类型和数据库类型之间的转换。

2. 拦截器链：MyBatis拦截器链可以拦截数据库操作，实现自定义功能。

3. 方言支持：MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等，通过方言可以实现特定数据库的特定功能。

总结

本文深入探讨了并发编程和MyBatis的知识体系，详细介绍了线程基础、同步机制、并发工具类、并发框架、SQL映射、缓存机制、扩展机制等方面的技术实现细节。通过对这些技术的深入理解，读者可以更好地掌握并发编程和MyBatis的原理和应用，为实际开发打下坚实的基础。

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