并发编程与MyBatis核心解析

原创于 2025-07-30 12:33:20 发布 · 594 阅读

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#concurrency # Java # thread safety

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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

在并发编程中，线程是程序执行的最小单位，它允许程序同时执行多个任务。线程的基础知识包括线程的创建、调度、同步以及生命周期管理等。

线程生命周期

线程的生命周期是一个动态变化的过程，主要包括以下阶段：

新建（New）：线程对象被创建，但尚未启动。
就绪（Runnable）：线程已经准备好执行，等待被调度器选中。
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）无法执行，被挂起。
等待（Waiting）：线程在等待某个条件成立，如等待某个对象的通知。
超时等待（Timed Waiting）：线程在等待某个条件成立，但设置了超时时间。
终止（Terminated）：线程执行完毕，生命周期结束。

线程优先级

线程优先级决定了线程在多线程环境中的调度顺序。Java中的线程优先级分为1到10共10个等级，其中1为最低，10为最高。线程的优先级是由操作系统调度器根据线程的优先级和线程的运行状态动态调整的。

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。在Java中，可以通过调用setDaemon(true)方法将线程设置为守护线程。当所有非守护线程结束时，程序将退出，此时守护线程也会自动结束。

线程池

线程池是一种管理线程的方式，它允许应用程序重用一组线程，而不是每次需要时都创建新的线程。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：线程池能够创建的最大线程数量。
存活时间：线程池中空闲线程的最大存活时间。
工作队列类型：线程池中用于存放任务的队列类型，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

拒绝策略

当线程池达到最大线程数且工作队列已满时，需要采取拒绝策略来处理新提交的任务。常见的拒绝策略有：

AbortPolicy：抛出异常，终止线程池。
CallerRunsPolicy：调用者运行，将任务交还给提交任务的线程。
DiscardPolicy：丢弃任务，不进行任何处理。
DiscardOldestPolicy：丢弃最老的任务，将新任务放入队列。

同步机制

同步机制是保证线程安全的重要手段，主要包括以下几种：

悲观锁/乐观锁：悲观锁假设并发访问时会发生冲突，因此在访问共享资源时加锁；乐观锁则假设并发访问不会发生冲突，采用版本号或时间戳等方式来检测冲突。
读写锁：读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。
条件变量：条件变量允许线程在满足特定条件时进行等待，直到条件成立时再继续执行。

并发集合

并发集合是专为并发环境设计的集合类，如ConcurrentHashMap。它们提供了线程安全的操作，并优化了性能。例如，ConcurrentHashMap使用分段锁（Segment Lock）来提高并发性能，将数据分片，每个分片有自己的锁，从而减少了锁竞争。

CopyOnWrite容器

CopyOnWrite容器是一种线程安全的集合，每次修改操作都会创建一个新的副本，而不是直接修改原有对象。这种策略适用于读多写少的应用场景，因为它可以减少锁的竞争，提高读操作的效率。

BlockingQueue

BlockingQueue是一种线程安全的队列，它支持阻塞操作。当队列满时，生产者线程会等待；当队列空时，消费者线程会等待。常见的BlockingQueue实现包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。

并发工具类

并发工具类提供了丰富的并发编程工具，如Phaser、Exchanger、FutureTask等。Phaser是一个共享屏障，可以用于协调多个线程的执行。Exchanger允许两个线程交换数据。FutureTask代表异步计算的结果。

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操作通过比较内存中的值和期望值，如果相等，则更新内存中的值。这种算法可以减少锁的竞争，提高并发性能。

CAS原理

CAS原理是一种无锁算法，通过比较内存中的值和期望值，如果相等，则更新内存中的值。这种算法可以减少锁的竞争，提高并发性能。CAS操作通常用于实现原子操作，如AtomicInteger、AtomicLong等。

Atomic类

Atomic类提供了原子操作的支持，如AtomicInteger、AtomicLong等。这些类内部使用CAS操作来实现原子性，从而避免了锁的使用。

无锁队列

无锁队列是一种线程安全的队列，它通过CAS操作来实现线程安全。无锁队列通常使用CAS操作来保证队列操作的原子性，从而避免了锁的使用。

并发框架

并发框架是用于简化并发编程的工具，如Netty、Akka、Disruptor等。这些框架提供了高性能的并发编程模型和丰富的并发编程工具。

Netty线程模型

Netty使用主从多线程模型，主线程负责接收连接，从线程负责处理业务逻辑。这种模型可以有效地处理高并发连接，提高系统的吞吐量。

Akka Actor模型

Akka使用Actor模型，每个Actor都是独立的，通过消息传递来进行通信。这种模型可以有效地处理并发和分布式系统，提高系统的可扩展性和容错性。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor使用环形缓冲区来存储数据，它提供了高效的并发处理能力。环形缓冲区可以减少内存的碎片化，提高缓存命中率，从而提高系统的性能。

二、MyBatis知识体系

SQL映射

MyBatis通过映射文件将SQL语句与Java对象进行映射，实现数据持久化。映射文件中定义了SQL语句与Java对象的对应关系，包括字段映射、关联映射等。

注解映射

MyBatis支持使用注解来定义SQL映射，简化了映射文件的编写。通过在Java接口或类上使用注解，可以自动生成映射文件，减少手动编写映射文件的繁琐工作。

结果集映射

结果集映射用于将数据库查询结果映射到Java对象中。MyBatis提供了多种结果集映射方式，如单条记录映射、多条记录映射、列表映射等。

关联查询

关联查询用于实现多表之间的数据关联。MyBatis支持多种关联查询方式，如一对一、一对多、多对多等。

动态SQL

动态SQL允许在运行时动态构建SQL语句，如OGNL表达式、分支语句和批量操作。动态SQL可以灵活地构建复杂的SQL语句，满足不同的业务需求。

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，用于存储SqlSession执行过程中查询到的数据。二级缓存是全局缓存，用于存储整个应用程序的数据。

一级缓存

一级缓存是SqlSession级别的缓存，用于存储SqlSession执行过程中查询到的数据。当SqlSession关闭时，一级缓存也随之失效。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，用于存储整个应用程序的数据。二级缓存可以在多个SqlSession之间共享，提高了数据访问的效率。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，允许用户根据需求实现缓存策略。用户可以通过实现Cache接口来自定义缓存实现，从而满足特定的缓存需求。

代理模式

MyBatis使用代理模式来封装数据库操作，简化了数据库访问。通过代理模式，MyBatis可以动态地生成代理对象，实现对数据库操作的封装。

MapperProxy

MapperProxy是MyBatis的代理类，用于封装数据库操作。它通过动态代理技术，在运行时生成代理对象，实现对数据库操作的封装。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，允许用户在执行数据库操作时进行扩展。用户可以通过实现Interceptor接口来自定义插件，从而在执行数据库操作时进行拦截和扩展。

动态代理执行流程

MyBatis使用动态代理技术来实现数据库操作。动态代理技术允许在运行时生成代理对象，实现对数据库操作的封装和扩展。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的核心接口，用于执行数据库操作。SqlSession的生命周期包括创建、使用和关闭。在创建SqlSession时，MyBatis会初始化数据库连接、事务管理器等资源。在使用SqlSession时，可以执行查询、更新、删除等数据库操作。在关闭SqlSession时，MyBatis会释放数据库连接、事务管理器等资源。

执行器类型

MyBatis提供了多种执行器类型，如SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor。不同的执行器类型适用于不同的场景，如SimpleExecutor适用于单条SQL语句的执行，ReuseExecutor适用于批量SQL语句的执行。

延迟加载

延迟加载是一种优化技术，用于按需加载数据。在MyBatis中，可以通过配置延迟加载来减少数据库的访问次数，提高系统性能。

扩展机制

MyBatis提供了扩展机制，允许用户自定义类型处理器、拦截器链和方言支持。通过扩展机制，用户可以自定义MyBatis的行为，满足特定的需求。

类型处理器

类型处理器用于将数据库类型转换为Java类型。MyBatis提供了多种类型处理器，如StringTypeHandler、DateTypeHandler等。

拦截器链

拦截器链允许用户在执行数据库操作时进行拦截。MyBatis提供了多种拦截器，如ExecutorInterceptor、ParameterHandlerInterceptor等。

方言支持

方言支持允许MyBatis根据数据库类型自动选择合适的SQL语句。MyBatis提供了多种方言支持，如MySQL方言、Oracle方言等。

总结

本文详细介绍了并发编程和MyBatis的知识体系，通过串联多个知识点，帮助读者更好地理解和应用这些技术。在实际开发中，合理运用并发编程和MyBatis，可以提高应用程序的性能和可维护性。

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Java程序员廖志伟

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