Lektionen

Diese Vorlesung behandelt, was ein „Engpass“ bei Ein-/Ausgabe ist und wie man ihn erkennt und beseitigt. Wir klären, warum Festplatten- und Netzwerkoperationen deutlich langsamer sind als RAM, welche Anti-Pattern häufig vorkommen (byteweises Lesen über read(), synchrones Logging usw.), wie Puffer helfen ( BufferedInputStream, BufferedReader), Profiler ( VisualVM, JProfiler) und Zeitmessungen über System. currentTimeMillis (). Wir führen ein praktisches Experiment mit dem Lesen der Datei "bigfile.txt" durch, vergleichen die Geschwindigkeit mit und ohne Puffer, betrachten den Einfluss von SSD/HDD und Netzwerk und nennen typische Fehler.

Praktische Einführung in das nicht blockierende Ein-/Ausgabe von Java NIO: wir erläutern, worin sich Kanäle Channel und Puffer ByteBuffer von Streams InputStream/ OutputStream unterscheiden, wie man mit FileChannel liest und schreibt, über position()/ truncate() positioniert, mit den Pufferparametern ( capacity, limit, position, mark) arbeitet und zwischen allocate() und allocateDirect() wählt. Gezeigt werden Zero-Copy-Operationen transferTo()/ transferFrom() und typische Fehler wie ein vergessenes flip() und ein falscher Puffermodus.

Wie man Dateien mit Dutzenden Gigabyte effizient verarbeitet, ohne OutOfMemoryError: in Stücke (Chunks) aufteilen, positionsbasiert über RandomAccessFile und FileChannel lesen, Aufgaben mit ExecutorService/ ForkJoinPool parallelisieren, und für einfaches Kopieren Zero-Copy über transferTo/ transferFrom nutzen. Wir besprechen die Wahl der Chunk-Größe, Zeilengrenzen, Synchronisation der Ergebnisse und typische Fehler.

Wie man riesige Dateien in Java sicher und schnell verarbeitet: in Teilen lesen (Chunking) über Streams und Puffer, die Puffergröße für Performance abstimmen, Dateiabbildung im Speicher über MappedByteBuffer und FileChannel für extrem schnellen wahlfreien Zugriff nutzen. Wir besprechen Vor- und Nachteile des Memory Mappings, Empfehlungen zu Ressourcen und Parallelität sowie typische Fehler (z. B. OutOfMemoryError, vergessene Deskriptoren, Überlappung von Chunks bei der Suche).

Praktische Vorlesung zur Arbeit mit Archiven und Komprimierung in Java: Wir machen uns mit dem Paket java.util.zip vertraut, den Streams ZipInputStream/ ZipOutputStream und der Random-Access-Klasse ZipFile, steuern die Komprimierungsstufen über Deflater ( 0… 9, DEFAULT_COMPRESSION), arbeiten mit GZIPInputStream/ GZIPOutputStream für einzelne Dateien, packen/entpacken Verzeichnisse mit Files.walk und Filtern via PathMatcher ( "glob:**/*.txt"). Wir sprechen über Sicherheit: Schutz vor Zip Slip durch Pfadnormalisierung und Größenkontrolle gegen die Zip-Bomb sowie bauen ein Mini-CLI „zip/unzip“ mit Mustern.