1. 幻读问题概述

幻读是数据库并发事务中最棘手的一类问题。它指在同一事务内，连续执行两次相同的查询语句，第二次查询所返回的结果集与第一次查询的结果集不同。具体表现为：新增了符合查询条件的行。

示例场景

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-- 事务A
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE age BETWEEN 20 AND 30;

-- 此时事务B插入了一条新记录
INSERT INTO users (name, age) VALUES ('NewUser', 25);

-- 事务A再次查询
SELECT * FROM users WHERE age BETWEEN 20 AND 30;
-- 发现多了一条记录，即"幻读"

为什么需要事务隔离级别？

在并发环境下，多个事务同时操作数据库时会产生各种并发问题。如果不进行隔离控制，可能会导致数据的不一致性。主要会出现以下问题：

1. 脏读（Dirty Read）

• 定义：一个事务读取到另一个事务未提交的数据
• 危害：可能导致业务决策建立在不可靠的数据之上

1. 堆的基本概念

堆是一种特殊的完全二叉树，分为大根堆（大顶堆）和小根堆（小顶堆）：

• 大根堆（大顶堆）：父节点的值总是大于或等于子节点的值
• 小根堆（小顶堆）：父节点的值总是小于或等于子节点的值

堆通常用数组实现，对于数组中的第i个节点：

• 其左子节点的位置：2i + 1
• 其右子节点的位置：2i + 2
• 其父节点的位置：(i - 1) / 2

2. 堆的基本实现

下面是一个小根堆的Java实现：

简介

**canal [kə’næl]**，译意为水道/管道/沟渠，主要用途是基于 MySQL 数据库增量日志解析，提供增量数据订阅和消费

早期阿里巴巴因为杭州和美国双机房部署，存在跨机房同步的业务需求，实现方式主要是基于业务 trigger 获取增量变更。从 2010 年开始，业务逐步尝试数据库日志解析获取增量变更进行同步，由此衍生出了大量的数据库增量订阅和消费业务。

缓存的查询

先查询缓存，如果查询失败，那么去查询DB，之后重建缓存，基本上不存在异议。

缓存的更新

先更新DB还是先更新缓存？是更新缓存还是删除缓存？在常规情况下，怎么操作都可以，但一旦面对高并发场景，就值得细细思量了。

先更新数据库再更新缓存

线程A：更新数据库（第1s）——> 更新缓存（第10s）

阻塞队列简介

阻塞队列的历史

Java 阻塞队列的历史可以追溯到 JDK1.5 版本，当时 Java 平台增加了 java.util.concurrent，即我们常说的 JUC 包，其中包含了各种并发流程控制工具、并发容器、原子类等。这其中自然也包含了我们这篇文章所讨论的阻塞队列。

为了解决高并发场景下多线程之间数据共享的问题，JDK1.5 版本中出现了 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue，它们是带有生产者-消费者模式实现的并发容器。其中，ArrayBlockingQueue 是有界队列，即添加的元素达到上限之后，再次添加就会被阻塞或者抛出异常。而 LinkedBlockingQueue 则由链表构成的队列，正是因为链表的特性，所以 LinkedBlockingQueue 在添加元素上并不会向 ArrayBlockingQueue 那样有着较多的约束，所以 LinkedBlockingQueue 设置队列是否有界是可选的(注意这里的无界并不是指可以添加任务数量的元素，而是说队列的大小默认为 Integer.MAX_VALUE，近乎于无限大)。

在Java中，ConcurrentHashMap是一种线程安全的哈希表实现，广泛用于并发编程场景中。与传统的HashMap不同，ConcurrentHashMap不允许null键或null值。这种设计并非随意而为，而是经过深思熟虑的决定。

1. 并发操作中的歧义问题

1.1 null键的歧义

在ConcurrentHashMap中，如果允许null键，当我们调用map.get(null)时，返回null意味着什么？

ConcurrentHashMap 1.7

存储结构

Java 7 中 ConcurrentHashMap 的存储结构如上图，ConcurrnetHashMap 由很多个 Segment 组合，而每一个 Segment 是一个类似于 HashMap 的结构，所以每一个 HashMap 的内部可以进行扩容。但是 Segment 的个数一旦初始化就不能改变，默认 Segment 的个数是 16 个，你也可以认为 ConcurrentHashMap 默认支持最多 16 个线程并发。

允许存储 null 的集合

List 接口的实现类

• **ArrayList**：允许 null。
• **LinkedList**：允许 null。

集合判空

《阿里巴巴 Java 开发手册》的描述如下：

判断所有集合内部的元素是否为空，使用 isEmpty() 方法，而不是 size()==0 的方式。

这是因为 isEmpty() 方法的可读性更好，并且时间复杂度为 O(1)。

绝大部分我们使用的集合的 size() 方法的时间复杂度也是 O(1)，不过，也有很多复杂度不是 O(1) 的，比如 java.util.concurrent 包下的 ConcurrentLinkedQueue。ConcurrentLinkedQueue 的 isEmpty() 方法通过 first() 方法进行判断，其中 first() 方法返回的是队列中第一个值不为 null 的节点（节点值为null的原因是在迭代器中使用的逻辑删除）