并发编程核心知识

📕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。

📙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。

💡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

并发编程是计算机科学中的一个复杂而关键的领域，它关注于如何高效利用多核处理器的能力，实现多个线程或任务的高效并行执行。以下是对并发编程知识体系的详细阐述，涵盖了从基础概念到高级技术的多个方面。

线程基础

线程是操作系统进行并发执行的最小单位。在Java中，创建线程主要有两种方式：继承Thread类或实现Runnable接口。这两种方法在本质上都是通过封装一个Runnable对象来创建线程。

• 继承Thread类：这种方式简单直接，但存在单继承的局限，不利于代码的扩展性。
• 实现Runnable接口：这种方式更加灵活，可以通过继承其他类来扩展功能。

线程具有多种状态，如新建、就绪、运行、阻塞、等待、超时等待和终止。每种状态代表了线程在生命周期中的不同执行阶段。

线程生命周期

线程的生命周期包括以下阶段：

1. 新建（NEW）：通过Thread或Runnable创建后，线程处于新建状态。
2. 就绪（RUNNABLE）：线程准备就绪，等待CPU分配时间片。
3. 运行（RUNNING）：线程正在执行代码。
4. 阻塞（BLOCKED）：由于某些原因（如等待资源或同步锁）导致线程无法继续执行。
5. 等待（WAITING）：在特定条件下，线程主动进入等待状态。
6. 超时等待（TIMED_WAITING）：线程在特定条件下等待指定时间。
7. 终止（TERMINATED）：线程执行完毕或被其他线程终止。

线程优先级

Java中的线程优先级分为最大、中等和最小三个级别。线程优先级影响线程在可运行状态时的调度顺序，但并不保证一定能够提高线程的执行时间。

守护线程

守护线程是一种特殊类型的线程，它为其他线程提供服务。当所有非守护线程结束时，JVM会退出，即使守护线程还在运行。

线程池

线程池是一组预分配的线程集合，它可以提高应用程序的性能，减少线程创建和销毁的开销。Java中的线程池可以通过ExecutorService接口创建。

• 核心线程数（CorePoolSize）：线程池中最小的工作线程数量。
• 最大线程数（MaximumPoolSize）：线程池中最大工作线程数量。
• 非核心线程数（KeepAliveTime）：非核心线程的空闲时间。
• 队列类型（BlockingQueue）：工作队列的类型，如LinkedBlockingQueue或ArrayBlockingQueue。
• 拒绝策略（RejectedExecutionHandler）：当线程池无法处理新任务时的策略，如AbortPolicy或CallerRunsPolicy。

同步机制

同步机制是保证多线程安全的关键。Java提供了多种同步机制，如同步代码块、同步方法、锁（Lock）和读写锁（ReadWriteLock）。

• 同步代码块：使用synchronized关键字实现，可以保证在同一时刻只有一个线程能够执行该代码块。
• 同步方法：同样使用synchronized关键字，可以保证整个方法在同一时刻只能由一个线程执行。
• 锁（Lock）：提供比synchronized更灵活的锁定机制，可以显式地获取和释放锁。
• 读写锁（ReadWriteLock）：允许多个线程同时读取数据，但只有一个线程可以写入数据。

悲观锁/乐观锁

悲观锁和乐观锁是两种不同的锁策略。

• 悲观锁：假设并发操作一定会发生冲突，因此总是加锁。
• 乐观锁：假设并发操作很少发生冲突，只在发生冲突时进行处理。

条件变量

条件变量是线程间进行通信的一种机制，它允许线程在某些条件不满足时等待，直到其他线程通知条件满足。

并发集合

Java提供了许多并发集合，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet，它们在并发环境下提供了线程安全的数据结构。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是Java中的一个线程安全的哈希表，它通过分段锁（Segment Locking）实现并发访问。

CopyOnWrite容器

CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet是线程安全的动态数组，它们在每次修改操作时都会复制底层数组。

BlockingQueue

BlockingQueue是一个线程安全的队列，它支持阻塞操作，当队列为空时，取出操作会阻塞；当队列为满时，插入操作会阻塞。

并发工具类

Java提供了许多并发工具类，如CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、Phaser、Exchanger和FutureTask。

非阻塞算法

非阻塞算法是指在多线程环境下，通过共享变量实现线程间的协作，而不需要使用锁。

CAS原理

CAS（Compare-And-Swap）是一种非阻塞算法，它通过原子操作实现线程间的同步。

Atomic类

Atomic类提供了原子操作的支持，如AtomicInteger、AtomicLong和AtomicReference。

无锁队列

无锁队列是一种基于CAS原理实现的线程安全队列。

并发框架

• Netty：高性能的异步事件驱动的网络应用框架。
• Akka：基于Actor模型的并发框架。
• Disruptor：高性能的并发队列实现。

Netty线程模型

Netty采用主从多线程模型，通过EventLoopGroup管理线程，提高并发性能。

Akka Actor模型

Akka基于Actor模型，每个Actor代表一个独立的线程，通过消息传递实现线程间的通信。

Disruptor环形缓冲区

Disruptor使用环形缓冲区实现无锁队列，通过CAS操作实现线程间的同步。

二、MyBatis知识体系

MyBatis是一个强大的持久层框架，它将SQL映射到Java对象，简化了数据库操作。以下是对MyBatis知识体系的详细阐述。

SQL映射

SQL映射是MyBatis的核心功能，它将XML中的SQL语句与Java对象进行映射。

注解映射

MyBatis支持使用注解进行SQL映射，如@Select、@Insert、@Update和@Delete。

结果集映射

MyBatis将数据库中的结果集映射到Java对象，支持类型处理器和结果集处理器。

关联查询

MyBatis支持关联查询，如一对一、一对多和多对多。

动态SQL

MyBatis支持动态SQL，可以通过标签实现条件判断、选择和分支逻辑。

OGNL表达式

OGNL（Object-Graph Navigation Language）是一种表达式语言，MyBatis使用OGNL表达式进行数据绑定。

分支语句

MyBatis支持分支语句，如if、choose、when和otherwise。

批量操作

MyBatis支持批量操作，如批量插入、批量更新和批量删除。

缓存机制

MyBatis提供了一级缓存和二级缓存机制，用于提高查询性能。

一级缓存

一级缓存是本地缓存，每个线程都有自己的缓存。

二级缓存

二级缓存是全局缓存，所有线程共享同一个缓存。

自定义缓存

MyBatis支持自定义缓存，通过实现Cache接口实现。

代理模式

MyBatis使用代理模式实现动态代理，如MapperProxy。

插件拦截

MyBatis支持插件拦截，如Interceptor和Plugin。

动态代理执行流程

MyBatis通过动态代理实现SQL执行，执行流程包括创建动态代理对象、执行SQL、映射结果集和返回结果。

SqlSession生命周期

SqlSession是MyBatis的会话，它管理数据库连接、事务等。

执行器类型

MyBatis提供以下执行器类型：SimpleExecutor、ReuseExecutor和BatchExecutor。

延迟加载

MyBatis支持延迟加载，即在需要时才加载关联对象。

类型处理器

MyBatis支持类型处理器，如TypeHandler和ResultSetTypeHandler。

拦截器链

MyBatis支持拦截器链，如InterceptorChain和Interceptor。

方言支持

MyBatis支持多种数据库方言，如MySQL、Oracle和SQL Server。

博主分享

📥博主的人生感悟和目标

📙经过多年在CSDN创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。

• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇的购书链接：https://item.jd.com/14152451.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇繁体字的购书链接：http://product.dangdang.com/11821397208.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》进阶篇的购书链接：https://item.jd.com/14616418.html
• 《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》架构篇待上架
• 《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》购书链接：https://item.jd.com/15096040.html

面试备战资料

八股文备战

场景	描述	链接
时间充裕（25万字）	Java知识点大全（高频面试题）	Java知识点大全
时间紧急（15万字）	Java高级开发高频面试题	Java高级开发高频面试题

理论知识专题（图文并茂，字数过万）

技术栈	链接
RocketMQ	RocketMQ详解
Kafka	Kafka详解
RabbitMQ	RabbitMQ详解
MongoDB	MongoDB详解
ElasticSearch	ElasticSearch详解
Zookeeper	Zookeeper详解
Redis	Redis详解
MySQL	MySQL详解
JVM	JVM详解

集群部署（图文并茂，字数过万）

技术栈	部署架构	链接
MySQL	使用Docker-Compose部署MySQL一主二从半同步复制高可用MHA集群	Docker-Compose部署教程
Redis	三主三从集群（三种方式部署/18个节点的Redis Cluster模式）	三种部署方式教程
RocketMQ	DLedger高可用集群（9节点）	部署指南
Nacos+Nginx	集群+负载均衡（9节点）	Docker部署方案
Kubernetes	容器编排安装	最全安装教程

开源项目分享

项目名称	链接地址
高并发红包雨项目	https://gitee.com/java_wxid/red-packet-rain
微服务技术集成demo项目	https://gitee.com/java_wxid/java_wxid

管理经验

【公司管理与研发流程优化】针对研发流程、需求管理、沟通协作、文档建设、绩效考核等问题的综合解决方案：https://download.csdn.net/download/java_wxid/91148718

希望各位读者朋友能够多多支持！

现在时代变了，信息爆炸，酒香也怕巷子深，博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热，所以，赶紧动动你的小手，点波关注❤️，点波赞👍，点波收藏⭐，甚至点波评论✍️，都是对博主最好的支持和鼓励！

• 💂 博客主页： Java程序员廖志伟
• 👉 开源项目：Java程序员廖志伟
• 🌥 哔哩哔哩：Java程序员廖志伟
• 🎏 个人社区：Java程序员廖志伟
• 🔖 个人微信号： SeniorRD

🔔如果您需要转载或者搬运这篇文章的话，非常欢迎您私信我哦~