并发编程与MyBatis核心解析

原创于 2025-07-26 12:59:25 发布 · 668 阅读

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#Concurrent Programming # Java # Thread Management

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📕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。

📙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。

Java程序员廖志伟

💡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。

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一、并发编程知识体系

线程基础

并发编程是现代计算机程序设计中不可或缺的一部分，它允许系统在同一时间内执行多个任务。线程是并发编程的核心概念，它是程序中用于执行任务的独立执行单元。线程的创建、启动、同步、通信等基础操作是并发编程的基础。

线程的创建与启动

在Java中，线程可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建。继承Thread类的方式较为简单，但会带来继承体系复杂的问题；实现Runnable接口则更为通用，可以避免继承体系的复杂度。

线程的启动是通过调用start()方法实现的，这个方法会启动一个新的线程，并调用run()方法执行线程中的任务。

线程同步与通信

线程同步是确保多个线程安全访问共享资源的重要机制。Java提供了synchronized关键字来实现线程同步，它可以通过对象锁来实现互斥访问。

线程通信是通过wait()、notify()和notifyAll()方法实现的。这些方法允许线程在特定条件下等待或唤醒其他线程。

线程生命周期

线程生命周期是线程从创建到销毁的整个过程。线程生命周期分为以下五个状态：

新建（New）：线程对象创建后，尚未启动。
就绪（Runnable）：线程已准备好执行，等待CPU调度。
运行（Running）：线程正在CPU上执行。
阻塞（Blocked）：线程因为某些原因无法继续执行，如等待锁的释放。
死亡（Terminated）：线程执行完毕或被终止。

线程优先级

线程优先级用于决定线程的执行顺序。Java中的线程优先级分为10个等级，从1（最低）到10（最高）。但线程优先级并不能保证线程一定会按照优先级执行。

守护线程

守护线程是一种特殊的线程，其生命周期完全依赖于主线程。当主线程结束时，所有非守护线程都将结束，而守护线程也会随之结束。

线程池

线程池是一种管理线程的机制，它可以复用已有的线程来执行任务，从而提高程序的效率。线程池的核心参数包括：

核心线程数：线程池在空闲时维护的最小线程数。
最大线程数：线程池可以维护的最大线程数。
队列：存储等待执行的任务的队列。
拒绝策略：当任务过多时，如何处理无法执行的任务。

拒绝策略主要有以下几种：

抛出异常
拒绝并丢弃任务
拒绝并丢弃最旧的任务
拒绝并丢弃最年轻的任务

工作队列类型

线程池的工作队列有以下几种类型：

队列（LinkedBlockingQueue）：线程安全的队列，适用于生产者-消费者模型。
链表（SynchronousQueue）：适用于高并发场景，元素之间没有存储，线程必须等待对方线程。
优先队列（PriorityBlockingQueue）：元素按照优先级排序。

同步机制

同步机制是并发编程中的重要概念，用于确保多线程之间对共享资源的访问是安全的。Java提供了以下几种同步机制：

悲观锁：在操作共享资源之前，先对资源加锁，防止其他线程访问。
乐观锁：在操作共享资源之前，先假设其他线程不会修改资源，在操作过程中，通过版本号或其他机制检测是否有冲突。

读写锁

读写锁是一种优化悲观锁的并发机制，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。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中。

条件变量

条件变量是一种线程间的同步机制，允许线程在某些条件不满足时阻塞等待，当条件满足时被唤醒。条件变量常与Object类的方法wait()、notify()和notifyAll()一起使用。

并发集合

Java并发集合提供了线程安全的集合实现，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。这些集合利用了锁分段、分段锁等技术，实现了高效的并发访问。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是一种线程安全的哈希表，提供了高效的并发访问。它内部采用了分段锁技术，将数据分为多个段，每个段有自己的锁，从而实现并发访问。

CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器是一种基于写时复制的并发容器，适用于读多写少的场景。当发生写操作时，容器会创建一个新的副本，并在副本上进行修改，从而保证线程安全。

BlockingQueue

BlockingQueue是一种线程安全的队列，支持生产者-消费者模型。它内部使用了锁和条件变量，实现了高效的并发访问。

并发工具类

Phaser

Phaser是一种基于共享变量的并发工具类，用于协调多个线程的执行顺序。它允许线程在执行过程中暂停，等待其他线程到达特定的阶段。

Exchanger

Exchanger是一种用于线程间交换数据的并发工具类。它允许两个线程在特定条件下交换数据，然后继续执行。

FutureTask

FutureTask是一种用于异步计算的任务类，返回计算结果。它内部使用了线程池和Future接口，实现了异步任务的提交、执行和结果获取。

非阻塞算法

CAS（Compare and Swap）原理

CAS是一种无锁算法，用于原子操作。它通过比较内存中的值与预期值，如果相等，则将内存中的值更新为新值。CAS操作包括三个操作数：内存位置、预期值和新值。

Atomic类

Atomic类提供了一系列原子操作类，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类利用了底层硬件的原子指令，实现了线程安全的原子操作。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS原理的线程安全队列。它通过CAS操作保证线程安全，避免了锁的开销。

并发框架

Netty线程模型

Netty是一种高性能的NIO框架，其线程模型包括主从多线程模型和事件驱动模型。主从多线程模型将任务分配给主线程和从线程，主线程负责处理连接，从线程负责处理业务逻辑。事件驱动模型则通过事件循环来处理任务。

Akka Actor模型

Akka是一种基于Actor模型的并发框架，通过消息传递实现线程之间的通信。Actor模型将程序分解为多个Actor，每个Actor负责处理特定的任务，并通过消息传递与其他Actor进行交互。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor是一种基于环形缓冲区的并发框架，用于实现高吞吐量的并发处理。它通过环形缓冲区来存储数据，并通过无锁算法保证线程安全。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过XML或注解的方式将Java对象映射到SQL语句。这种方式允许开发者将业务逻辑与数据库操作分离，提高代码的可读性和可维护性。

注解映射

MyBatis提供了注解，如@Select、@Insert等，用于定义SQL语句。这种方式简化了SQL映射的配置，提高了开发效率。

结果集映射

MyBatis通过ResultMap将Java对象字段与数据库字段进行映射。ResultMap可以定义复杂的映射关系，如一对一、一对多、多对多等。

关联查询

MyBatis支持关联查询，通过@One、@Many注解实现。关联查询可以方便地处理多表之间的关系，提高代码的可读性和可维护性。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，通过、等标签实现。动态SQL可以根据条件动态地构建SQL语句，提高代码的灵活性和可维护性。

OGNL表达式

OGNL是一种表达式语言，用于在MyBatis中进行表达式运算。OGNL表达式可以方便地访问对象属性、执行条件判断等操作。

分支语句

MyBatis支持分支语句，如、等。分支语句可以根据条件动态地执行不同的SQL片段，提高代码的灵活性和可维护性。

批量操作

MyBatis支持批量操作，通过标签实现。批量操作可以减少数据库的访问次数，提高性能。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存和二级缓存。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，存储查询结果。当再次执行相同的查询时，可以直接从缓存中获取结果，提高性能。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，存储查询结果，适用于跨SqlSession的查询。二级缓存可以提高查询性能，但需要考虑缓存的一致性问题。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口实现。自定义缓存可以根据具体需求进行定制，提高性能和灵活性。

代理模式

MyBatis通过代理模式实现Mapper接口，如MapperProxy。代理模式可以隐藏具体的实现细节，提高代码的可读性和可维护性。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，如Interceptor接口。插件拦截可以方便地扩展MyBatis的功能，如性能监控、日志记录等。

动态代理执行流程

MyBatis通过动态代理技术实现Mapper接口，代理类中定义了具体的执行流程。动态代理技术可以提高代码的执行效率，减少反射开销。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心对象，用于执行数据库操作。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。正确管理SqlSession的生命周期对于保证程序稳定性至关重要。

执行器类型

MyBatis提供了不同的执行器类型，如SimpleExecutor、BatchExecutor等。不同的执行器类型适用于不同的场景，可以根据需求选择合适的执行器。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，如@Lazy注解。延迟加载可以减少数据库的访问次数，提高性能。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，如TypeHandler、Plugin等。扩展机制可以方便地扩展MyBatis的功能，提高代码的灵活性和可维护性。

类型处理器

MyBatis提供了类型处理器，用于将数据库类型转换为Java类型。类型处理器可以提高代码的可读性和可维护性。

拦截器链

MyBatis提供了拦截器链，用于拦截执行过程。拦截器链可以方便地扩展MyBatis的功能，如性能监控、日志记录等。

方言支持

MyBatis支持多种方言，如MySQL、Oracle等。方言支持可以方便地处理不同数据库的语法差异。

总结

并发编程和MyBatis是Java开发中非常重要的技术，掌握了这些知识，可以提高程序的性能和可扩展性。在编写程序时，要根据具体场景选择合适的并发机制和MyBatis配置，以提高程序的性能和可维护性。

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博主分享

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Java程序员廖志伟

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