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）、《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，线程是基本执行单元，它是程序执行的最小单位。线程的基础实现通常涉及操作系统层面的管理，如线程的创建、调度、同步和通信等。在Java中，线程的创建可以通过Thread类或Runnable接口来实现。线程的启动是通过调用start()方法来实现的，这将导致线程进入就绪状态。线程的终止可以通过stop()方法强制终止，但通常不推荐使用，因为它可能导致资源泄露和程序状态的不一致。线程的状态管理涉及到线程生命周期中的各个阶段，包括新建、就绪、运行、阻塞、等待、超时等待和终止。

线程生命周期 线程的生命周期是一个复杂的状态转换过程。在Java中，线程的状态转换通常由Java虚拟机（JVM）自动管理。以下是线程生命周期的详细状态：

• 新建（New）：线程对象被创建，但尚未启动。
• 就绪（Runnable）：线程对象已创建，并且已经可被调度执行。
• 运行（Running）：线程正在CPU上执行。
• 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）：线程在等待某个条件成立，直到被其他线程唤醒。
• 超时等待（Timed Waiting）：线程在等待某个条件成立，但有一个超时限制。
• 终止（Terminated）：线程执行结束。

线程优先级 线程优先级是Java线程调度器用来决定线程执行顺序的一个参数。Java中线程优先级分为1到10共十个等级，其中1为最低优先级，10为最高优先级。线程优先级并不能保证线程一定会被优先执行，它只是增加了线程被CPU调度的机会。

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。当所有非守护线程结束时，守护线程也会自动结束。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 线程池是用于管理一组线程的容器，它可以提高应用程序的响应速度和吞吐量。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、队列类型和拒绝策略。线程池通过重用已有的线程来减少线程创建和销毁的开销。

拒绝策略 当线程池达到最大线程数且队列已满时，拒绝策略决定了如何处理新提交的任务。常见的拒绝策略包括：

• 抛出异常：直接抛出RejectedExecutionException异常。
• 丢弃任务：直接丢弃新提交的任务。
• 丢弃最旧任务：从队列中移除最旧的任务，然后尝试执行新任务。

工作队列类型 线程池的工作队列用于存储等待执行的任务。常见的队列类型有：

• LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，无界。
• ArrayBlockingQueue：基于数组的阻塞队列，有界。
• SynchronousQueue：不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等待另一个线程的删除操作。

同步机制 同步机制用于控制多个线程对共享资源的访问，以保证数据的一致性。常见的同步机制包括：

• 悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发操作会破坏数据的一致性，因此在操作开始前就加锁，直到操作完成才释放锁。乐观锁则假设数据在并发操作过程中不会发生冲突，通过版本号或时间戳来检测冲突。
• 读写锁：读写锁允许多个读线程同时访问资源，但只允许一个写线程访问资源，从而提高并发性能。
• 条件变量：条件变量允许线程在某些条件下等待，直到其他线程发出通知。

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。这些集合类通过内部机制确保在并发访问时的一致性和线程安全。

ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap是Java中的一种线程安全的HashMap实现，它通过分段锁（Segment Locking）来提高并发性能。每个段是一个小的数组，每个段有自己的锁，这样多个线程可以同时访问不同的段。

CopyOnWrite容器 CopyOnWrite容器在写操作时，会创建一个新的容器副本，从而避免多个线程同时修改同一容器。这种策略适用于读操作远多于写操作的场景。

BlockingQueue BlockingQueue是一种线程安全的队列，它支持生产者和消费者模型。常见的BlockingQueue实现包括：

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

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功能。

Phaser Phaser是一种线程同步工具，它允许一组线程在执行过程中进行同步。Phaser可以用于实现复杂的同步场景，如线程间的屏障。

Exchanger Exchanger允许两个线程在某个时刻交换数据。这种机制常用于生产者-消费者模式中，两个线程可以交换数据，然后继续执行。

FutureTask FutureTask是一个可以表示异步计算结果的Future对象。它可以用于获取异步执行的结果，或者取消异步任务。

非阻塞算法 非阻塞算法是一种不依赖于锁的并发算法，如CAS（Compare-And-Swap）原理。CAS是一种原子操作，它比较内存中的值和预期值，如果相等，则将内存中的值更新为新值。

CAS原理 CAS是一种原子操作，它包括三个操作数——内存位置（V）、预期原值（A）和新值（B）。如果内存位置的值与预期原值相等，则将内存位置的值修改为新值，否则不做任何操作。

Atomic类 Atomic类提供了一系列原子操作类，如AtomicInteger、AtomicLong等，它们可以保证操作的原子性。这些类通常用于实现线程安全的计数器或标志。

无锁队列 无锁队列是一种不依赖于锁的并发队列，如ConcurrentLinkedQueue。这种队列通过CAS操作来保证线程安全，避免了锁的开销。

并发框架 并发框架提供了一套完整的并发编程解决方案，如Netty、Akka、Disruptor等。

Netty线程模型 Netty采用主从多线程模型，主线程负责处理连接、读写事件，从线程负责业务处理。这种模型可以提高系统的吞吐量和响应速度。

Akka Actor模型 Akka是一个基于Actor模型的并发框架，它将并发编程抽象为消息传递。Actor是一个轻量级的线程，它通过发送和接收消息来与其他Actor通信。

Disruptor环形缓冲区 Disruptor是一种高性能的并发队列实现，它采用环形缓冲区和发布-订阅模式。Disruptor通过减少锁的使用和减少线程切换来提高性能。

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。MyBatis使用XML配置文件或注解来定义SQL映射。

注解映射 MyBatis支持使用注解来定义SQL映射，如@Select、@Insert、@Update、@Delete等。这些注解可以简化SQL映射的定义。

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。MyBatis使用@Results、@Result等注解来定义结果集映射。

关联查询 关联查询用于处理多表之间的关系。MyBatis使用@One、@Many等注解来定义关联查询。

动态SQL 动态SQL允许在运行时动态构建SQL语句。MyBatis使用@SelectProvider、@SelectKey等注解来实现动态SQL。

OGNL表达式 OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，用于访问和操作对象图。MyBatis使用OGNL表达式来解析XML配置文件中的属性值。

分支语句 分支语句用于根据条件动态选择不同的SQL语句。MyBatis使用<choose>、<when>、<otherwise>等标签来实现分支语句。

批量操作 批量操作允许一次性执行多个SQL语句。MyBatis使用@Batch、@Options等注解来实现批量操作。

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 一级缓存是MyBatis的默认缓存，它存储在SqlSession中，用于提高查询性能。一级缓存的作用域是单个SqlSession。

二级缓存 二级缓存是全局缓存，它存储在Configuration中，可以跨SqlSession共享。二级缓存的作用域是整个应用程序。

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。自定义缓存可以提供更高级的缓存策略和功能。

代理模式 MyBatis使用代理模式来处理SQL执行过程，包括MapperProxy和SqlSession。

插件拦截 MyBatis插件拦截器允许在执行SQL语句前后进行拦截。MyBatis提供了Interceptor接口来实现插件拦截。

动态代理执行流程 MyBatis使用动态代理技术来创建Mapper接口的代理实现，从而实现拦截器功能。动态代理是通过Proxy类和InvocationHandler接口来实现的。

SqlSession生命周期 SqlSession是MyBatis的会话对象，它负责执行SQL语句和管理事务。SqlSession的生命周期通常与数据库连接的生命周期相对应。

执行器类型 MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、BatchExecutor、ReuseExecutor等。不同的执行器类型适用于不同的场景和性能需求。

延迟加载 延迟加载是一种懒加载技术，它将关联查询的结果延迟到需要时才加载。MyBatis使用<association>和<collection>标签来实现延迟加载。

扩展机制 MyBatis提供了扩展机制，如TypeHandler、Interceptor等。这些扩展机制允许开发者自定义类型处理器和拦截器。

类型处理器 类型处理器用于将数据库中的数据类型转换为Java对象的数据类型。MyBatis提供了内置的类型处理器，也允许开发者自定义类型处理器。

拦截器链 拦截器链允许在执行SQL语句前后进行拦截。MyBatis使用拦截器链来处理SQL执行过程。

方言支持 MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle、SQLServer等。方言支持使得MyBatis可以轻松地适应不同的数据库。

总结 并发编程和MyBatis是Java开发中重要的技术，掌握它们可以帮助我们写出高性能、可扩展的代码。本文从线程基础、线程池、同步机制、并发集合、并发工具类、并发框架等方面介绍了并发编程知识体系，并从SQL映射、注解映射、结果集映射、关联查询、动态SQL、缓存机制等方面介绍了MyBatis知识体系。通过学习这些知识点，我们可以更好地理解并发编程和MyBatis的原理，并在实际项目中灵活运用。

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