Lekcje

Ten wykład dotyczy tego, czym jest „wąskie gardło” w wejściu/wyjściu oraz jak je wykrywać i usuwać. Wyjaśnimy, dlaczego operacje dysku i sieci są znacznie wolniejsze niż RAM, jakie antywzorce występują najczęściej (czytanie bajt po bajcie przez read(), synchroniczne logi itp.), jak pomagają bufory ( BufferedInputStream, BufferedReader), profilery ( VisualVM, JProfiler) oraz pomiary czasu przez System. currentTimeMillis (). Przeprowadzimy praktyczny eksperyment z odczytem pliku "bigfile.txt", porównamy szybkość z buforem i bez, spojrzymy na wpływ SSD/HDD i sieci oraz wymienimy typowe błędy.

Praktyczne wprowadzenie do nieblokującego I/O Java NIO: omawiamy, czym kanały Channel i bufory ByteBuffer różnią się od strumieni InputStream/ OutputStream, jak czytać i pisać przy użyciu FileChannel, pozycjonować się poprzez position()/ truncate(), pracować z parametrami bufora ( capacity, limit, position, mark) oraz wybierać między allocate() i allocateDirect(). Pokazano operacje zero-copy transferTo()/ transferFrom() i typowe błędy, takie jak zapomniane flip() i niewłaściwy tryb bufora.

Jak efektywnie przetwarzać pliki liczące dziesiątki gigabajtów bez OutOfMemoryError: dzielimy je na kawałki (chunks), czytamy według pozycji za pomocą RandomAccessFile i FileChannel, równoleglimy zadania z ExecutorService/ ForkJoinPool, a do prostego kopiowania używamy zero-copy przez transferTo/ transferFrom. Omawiamy dobór rozmiaru kawałka, granice wierszy, synchronizację wyników i typowe błędy.

Jak bezpiecznie i szybko przetwarzać ogromne pliki w Javie: czytamy partiami (chunking) przez strumienie i bufory, dostrajamy rozmiar bufora dla wydajności, używamy odwzorowania pliku w pamięci przez MappedByteBuffer i FileChannel dla ultraszybkiego dostępu losowego. Omówimy plusy i minusy memory mappingu, rekomendacje dotyczące zasobów i równoległości, a także typowe błędy (na przykład OutOfMemoryError, zapomniane deskryptory, nakładanie się chunków przy wyszukiwaniu).

Praktyczny wykład o pracy z archiwami i kompresją w Javie: poznajemy pakiet java.util.zip, strumienie ZipInputStream/ ZipOutputStream oraz klasę do dostępu swobodnego ZipFile, zarządzamy poziomami kompresji przez Deflater ( 0… 9, DEFAULT_COMPRESSION), pracujemy z GZIPInputStream/ GZIPOutputStream dla pojedynczych plików, pakujemy/rozpakowujemy katalogi za pomocą Files.walk i filtrowania przez PathMatcher ( "glob:**/*.txt"). Omówimy bezpieczeństwo: ochrona przed Zip Slip poprzez normalizację ścieżek i kontrolę wolumenu dla zip bomb, a także zbudujemy mini‑CLI „zip/unzip” z maskami.

Po co i jak „pakować” obiekty w Javie: zamieniamy je na strumień bajtów i z powrotem za pomocą ObjectOutputStream/ ObjectInputStream, zapisujemy stan między uruchomieniami, przesyłamy przez sieć i keszujemy wyniki. Omawiamy rolę interfejsu Serializable, niuanse związane ze słowem kluczowym transient i napisami w rodzaju "save.dat", dyskutujemy ryzyka bezpieczeństwa i zgodność wersji. Praktyka: mini‑zapis gry, wysyłanie wiadomości klient↔serwer i keszowanie obliczeń.

Omawiamy podstawy serializacji w Javie: interfejs znacznikowy java.io.Serializable, jak oznaczyć klasę poprzez implements Serializable, wymagania dotyczące pól ( static, transient), krok po kroku przykłady zapisu i odczytu obiektów z ObjectOutputStream/ ObjectInputStream, co dzieje się „pod maską” przy wywołaniach writeObject/ readObject, a także typowe błędy (nieserializowalne pola, klasy wewnętrzne, zachowanie pól static oraz wersjonowanie klasy za pomocą serialVersionUID).

W wykładzie porównamy binarną serializację Java za pomocą klas ObjectOutputStream i ObjectInputStream z formatami tekstowymi ( JSON, XML): zasada działania, szybkość i zwartość, zgodność wersji oraz bezpieczeństwo. Omówimy zalety i ograniczenia, pokażemy praktykę z Jackson (w tym zależność Maven) i podamy wskazówki, kiedy co wybrać, a także typowe błędy.

W wykładzie omawiamy, jak serializować i deserializować obiekty w Javie za pomocą pary strumieni ObjectOutputStream i ObjectInputStream: czym jest interfejs znacznikowy java.io.Serializable, jak działają metody writeObject() i readObject(), dlaczego pola static i transient nie trafiają do strumienia, jakie wyjątki mogą wystąpić ( NotSerializableException, InvalidClassException) oraz na co wpływa serialVersionUID. W praktyce serializujemy jeden obiekt i listę obiektów do pliku oraz omawiamy typowe błędy.

Praktyczny przewodnik po serializacji kolekcji w Javie: jak zapisywać i odtwarzać List, Map, Set przez ObjectOutputStream/ ObjectInputStream; dlaczego większość kolekcji już implementuje Serializable; wymagania wobec elementów; zachowanie kolejności w HashSet/ HashMap; praca z kolekcjami zagnieżdżonymi i pustymi; pułapki ( InvalidClassException, serialVersionUID, transient/ static). Kończymy pełnym przykładem „wirtualnej biblioteki”.

Jak przechwycić standardową serializację i wziąć proces pod kontrolę: używamy prywatnych metod writeObject/ readObject o ścisłych sygnaturach ( private void writeObject( ObjectOutputStream out) throws IOException), wywołujemy defaultWriteObject()/ defaultReadObject(), wyłączamy pola za pomocą transient, dodajemy sumy kontrolne i logi, nie zapominamy o serialVersionUID i zgodności wersji. Omawiamy typowe błędy, pracę z ObjectOutputStream/ ObjectInputStream oraz praktyczne przykłady.

Praktyczny przewodnik po serializacji w Javie: kiedy i jak używać transient, aby wykluczyć pola ze strumienia; co dzieje się przy deserializacji (wartości domyślne); jak odtworzyć stan w metodzie readObject; czym jest serialVersionUID, jak go deklarować ( private static final long serialVersionUID = 1L), kiedy go zmieniać i dlaczego lepiej ustawiać go jawnie. Pokazano działające przykłady, ryzykowne scenariusze i typowe błędy.