并发编程与MyBatis精解

📕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。

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💡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。

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元，它允许程序同时执行多个任务。线程的创建通常涉及操作系统提供的线程库，如Java中的java.lang.Thread类。线程的调度由操作系统的线程调度器负责，它根据线程的优先级、CPU的使用情况和线程的状态来决定哪个线程将获得CPU时间。线程同步是确保多个线程安全访问共享资源的关键，它可以通过互斥锁（如Java中的synchronized关键字）、信号量、条件变量等机制实现。

线程生命周期 线程的生命周期包括以下六个状态：

• 新建（New）：线程被创建但尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程已经准备好执行，等待CPU调度。
• 运行（Running）：线程正在执行。
• 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因（如等待资源）而无法继续执行。
• 等待（Waiting）：线程主动等待某个条件的发生。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待某个条件发生，但有一个超时限制。
• 终止（Terminated）：线程执行完毕或被终止。

线程优先级 线程优先级是操作系统用来决定线程调度顺序的一个参数。在Java中，线程优先级分为1到10共10个等级，数值越大，优先级越高。然而，Java的线程优先级并不是绝对的，它只是提供了一种建议，实际调度可能受到系统负载和其他因素的影响。

守护线程 守护线程是一种特殊的线程，它为其他线程提供服务，但不会阻塞程序的主线程。当所有非守护线程结束时，程序将退出。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)方法将一个线程设置为守护线程。

线程池 线程池是一种管理线程的机制，它可以提高程序的性能。线程池的核心参数配置包括：

• 核心线程数：线程池中始终存在的线程数量。
• 最大线程数：线程池可以创建的最大线程数量。
• 线程存活时间：线程空闲时可以保持存活的最长时间。
• 工作队列：存放等待执行的任务的队列。
• 拒绝策略：当线程池中的线程数量达到最大值时，如何处理新提交的任务。

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

• 抛出异常：直接抛出RejectedExecutionException异常。
• 队列拒绝：将任务添加到队列中，如果队列已满，则抛出异常。
• 调用者运行：将任务交还给调用者执行。

工作队列类型 工作队列是线程池中用于存放等待执行的任务的队列。常见的队列类型包括：

• LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列。
• ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列。
• SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列。

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问题。常见的同步机制包括：

• 悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发访问会导致数据不一致，因此在进行操作前先加锁。乐观锁则假设并发访问不会导致数据不一致，通过版本号或时间戳来判断数据是否被修改。
• 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。
• 条件变量：条件变量用于在线程之间进行通信，它允许线程在满足特定条件时进行等待。

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。这些集合类提供了线程安全的操作，可以避免在多线程环境中出现数据不一致的问题。

BlockingQueue BlockingQueue是一个线程安全的队列，它支持生产者-消费者模型。在Java中，BlockingQueue接口提供了多种实现，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue。

并发工具类 并发工具类包括Phaser、Exchanger、FutureTask等，它们提供了更高级的并发控制机制。例如，Phaser允许线程在执行某个操作前等待其他线程到达某个同步点。

非阻塞算法 非阻塞算法通过使用原子操作和内存屏障来避免锁的使用，从而提高程序的性能。原子操作是操作系统的原子指令，它可以保证操作的不可分割性。

CAS原理 CAS（Compare-And-Swap）是一种无锁算法，它通过比较内存中的值和预期值，如果相等则将新值写入内存。在Java中，java.util.concurrent.atomic包提供了多种原子类，如AtomicInteger、AtomicLong等。

Atomic类 Atomic类提供了原子操作的支持，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类可以保证在多线程环境中对共享变量的操作是原子的。

无锁队列 无锁队列是一种基于CAS原理的并发队列，它避免了锁的使用。在Java中，java.util.concurrent.atomic包提供了AtomicReferenceArray和AtomicReference等类，可以用于实现无锁队列。

并发框架 并发框架为并发编程提供了更高级的抽象和工具，如Netty、Akka、Disruptor等。这些框架可以简化并发编程的复杂性，提高程序的性能和可维护性。

Netty线程模型 Netty使用主从多线程模型，它将I/O操作和业务逻辑分离，提高了程序的性能。在Netty中，主线程负责处理I/O事件，而工作线程负责执行业务逻辑。

Akka Actor模型 Akka Actor模型是一种基于消息传递的并发模型，它将程序分解为多个Actor，每个Actor独立运行。Actor之间通过消息进行通信，从而实现并发和分布式计算。

Disruptor环形缓冲区 Disruptor环形缓冲区是一种高性能的并发队列，它通过环形缓冲区和CAS操作来提高性能。Disruptor可以用于实现生产者-消费者模型，并支持高吞吐量和低延迟。

二、MyBatis知识体系

SQL映射 MyBatis使用XML或注解来映射SQL语句和Java对象之间的关系。在XML映射文件中，可以使用<select>、<insert>、<update>和<delete>标签来定义SQL语句，并使用<resultMap>标签来定义结果集映射。

注解映射 MyBatis提供了注解来简化SQL映射，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。这些注解可以用于在Java接口或类上定义SQL语句。

结果集映射 MyBatis可以将数据库查询结果映射到Java对象，如@Results、@Result等。这些注解可以用于指定列名与Java对象属性之间的映射关系。

关联查询 MyBatis支持关联查询，如@One、@Many等。这些注解可以用于指定一对多或多对一的关系。

动态SQL MyBatis支持动态SQL，如@SelectProvider、@Choose等。这些注解可以用于根据条件动态构建SQL语句。

OGNL表达式 OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，MyBatis使用OGNL表达式来处理动态SQL。OGNL表达式可以用于访问对象的属性、执行方法调用等。

分支语句 MyBatis支持分支语句，如@If、@Choose等。这些注解可以用于根据条件动态构建SQL语句的一部分。

批量操作 MyBatis支持批量操作，如@Batch、@Options等。这些注解可以用于执行批量插入、更新或删除操作。

缓存机制 MyBatis提供了缓存机制，包括一级缓存和二级缓存。一级缓存是SqlSession级别的缓存，它缓存了最近一次查询的结果。二级缓存是全局缓存，它缓存了不同SqlSession之间的查询结果。

一级缓存 一级缓存是SqlSession级别的缓存，它缓存了最近一次查询的结果。当执行查询操作时，MyBatis会先检查一级缓存中是否存在相应的结果，如果存在，则直接返回结果，否则执行查询并将结果存入一级缓存。

二级缓存 二级缓存是全局缓存，它缓存了不同SqlSession之间的查询结果。二级缓存可以跨SqlSession共享，但需要配置相应的缓存实现。

自定义缓存 MyBatis允许自定义缓存，如@Cache、@CacheNamespace等。这些注解可以用于定义自定义的缓存实现，并将其应用于Mapper接口或类。

代理模式 MyBatis使用代理模式来实现SqlSession和Mapper接口的动态代理。动态代理允许在运行时生成代理对象，从而实现懒加载、延迟加载等功能。

MapperProxy MapperProxy是MyBatis中用于生成动态代理的类。它实现了InvocationHandler接口，并使用Proxy.newProxyInstance方法创建代理对象。

插件拦截 MyBatis允许插件拦截执行流程，如Interceptor、Plugin等。这些插件可以用于监控、修改或增强MyBatis的执行流程。

动态代理执行流程 MyBatis通过动态代理技术，在运行时生成Mapper接口的代理对象。当调用Mapper接口的方法时，代理对象会拦截调用并执行相应的逻辑，如参数处理、SQL映射、结果集处理等。

SqlSession生命周期 SqlSession是MyBatis的核心对象，它负责数据库的连接和事务管理。SqlSession的生命周期通常与数据库会话相对应，它从创建到销毁的过程包括以下步骤：

• 创建：通过SqlSessionFactory创建SqlSession对象。
• 使用：执行数据库操作，如查询、更新、删除等。
• 关闭：关闭SqlSession对象，释放数据库连接和资源。

执行器类型 MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor等。这些执行器类型决定了数据库操作的执行方式，如批量执行、重用预处理语句等。

延迟加载 MyBatis支持延迟加载，如@Lazy等。延迟加载可以减少数据库的访问次数，提高程序的性能。

扩展机制 MyBatis提供了扩展机制，如TypeHandler、Interceptor等。这些扩展机制可以用于自定义数据类型转换、拦截执行流程等。

类型处理器 类型处理器用于将数据库类型转换为Java类型。在MyBatis中，可以通过实现TypeHandler接口来自定义类型处理器。

拦截器链 MyBatis使用拦截器链来拦截执行流程，如ExecutorTypeInterceptor、StatementHandlerInterceptor等。拦截器链可以用于监控、修改或增强MyBatis的执行流程。

方言支持 MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle等。这些方言提供了针对不同数据库的特定SQL语法和函数。

总结 本文详细介绍了并发编程和MyBatis的知识体系，从线程基础、同步机制到并发集合、并发框架，再到MyBatis的SQL映射、缓存机制和扩展机制，为读者提供了全面而深入的理解。通过串联多个知识点，读者可以举一反三，将所学知识应用到实际项目中，提高程序的性能和可维护性。

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