課程

這堂課講解什麼是「瓶頸」在輸入/輸出中的意義，以及如何發現並排除它。我們會說明為什麼磁碟與網路操作顯著慢於 RAM、常見的反模式有哪些（透過 read() 逐位元組讀取、同步式日誌等）、緩衝如何幫忙（ BufferedInputStream、 BufferedReader）、效能分析器（ VisualVM、 JProfiler），以及透過 System. currentTimeMillis () 進行時間量測。我們將對檔案 "bigfile.txt" 進行實作實驗，比較有無緩衝的速度、觀察 SSD/HDD 與網路的影響，並列出常見錯誤。

Java NIO 非阻塞輸入/輸出的實作入門：解析通道 Channel 與緩衝區 ByteBuffer 與串流 InputStream/ OutputStream 的差異，如何使用 FileChannel 進行讀寫、透過 position()/ truncate() 做定位與長度調整、操作緩衝區參數（ capacity、 limit、 position、 mark），以及在 allocate() 與 allocateDirect() 之間做選擇。也展示了 zero-copy 操作 transferTo()/ transferFrom()，以及常見失誤，例如忘記呼叫 flip() 或使用了錯誤的緩衝區模式。

如何在不觸發 OutOfMemoryError 的情況下高效處理數十 GB 的檔案：將其切成區塊（chunks），透過 RandomAccessFile 和 FileChannel 依位置讀取，使用 ExecutorService/ ForkJoinPool 進行平行處理；而對於單純複製，使用透過 transferTo/ transferFrom 的零拷貝（zero-copy）。我們將說明如何選擇區塊大小、處理行邊界、同步結果以及常見錯誤。

如何在 Java 中安全又快速地處理超大檔案：透過串流與緩衝區分塊（chunking）讀取，為效能調整緩衝區大小，使用 MappedByteBuffer 與 FileChannel 進行超高速的隨機存取。剖析 memory mapping 的優缺點、資源與平行化建議，以及常見錯誤（例如 OutOfMemoryError、遺漏關閉描述元、搜尋時區塊重疊）。

關於在 Java 中處理封存與壓縮的實作型講座：認識套件 java.util.zip、串流 ZipInputStream/ ZipOutputStream 與隨機存取類別 ZipFile，透過 Deflater 管理壓縮等級（ 0… 9， DEFAULT_COMPRESSION），針對單一檔案使用 GZIPInputStream/ GZIPOutputStream，並利用 Files.walk 與 PathMatcher 進行篩選（ "glob:**/*.txt"）來封裝/解壓目錄。也會討論安全性：透過路徑正規化防禦 Zip Slip，以及對 zip bomb 進行容量控管，最後組裝一個帶萬用字元的迷你 CLI「zip/unzip」。

為什麼以及如何在 Java 中「打包」物件：使用 ObjectOutputStream/ ObjectInputStream 將其轉換為位元組串流並還原，讓狀態能在多次啟動之間保存、透過網路傳送以及快取結果。我們解析介面 Serializable 的角色、關鍵字 transient 的細節，以及像 "save.dat" 這樣的字串；同時討論安全風險與版本相容性。實作練習：迷你遊戲存檔、客戶端↔伺服器的訊息傳送以及計算結果快取。

解析 Java 中的序列化基礎：標記介面 java.io.Serializable、如何透過 implements Serializable 標註類別、對欄位的要求（ static、 transient）、使用 ObjectOutputStream/ ObjectInputStream 逐步示範寫入與讀取物件、呼叫 writeObject/ readObject 時「底層」發生了什麼，以及常見錯誤（不可序列化的欄位、內部類別、 static 欄位的行為，以及透過 serialVersionUID 管理的類別版本）。

在本講座中，我們將比較 Java 的二進位序列化（透過類別 ObjectOutputStream 與 ObjectInputStream）與文字格式（ JSON、 XML）：工作原理、速度與緊湊度、版本相容性與安全性。我們會解析優缺點，示範使用 Jackson（包含 Maven 依賴），並提供何時該用哪一種的建議，以及常見錯誤。

本講座說明如何使用成對的串流 ObjectOutputStream 與 ObjectInputStream 在 Java 中序列化與反序列化物件：什麼是標記介面 java.io.Serializable，方法 writeObject() 與 readObject() 如何運作，為什麼欄位 static 與 transient 不會進入串流，可能遇到哪些例外（ NotSerializableException、 InvalidClassException），以及 serialVersionUID 的影響。實作部分會將單一物件與物件清單序列化到檔案，並解析常見錯誤。

關於在 Java 中序列化集合的實用指南：如何透過 ObjectOutputStream/ ObjectInputStream 儲存與還原 List、 Map、 Set；為什麼大多數集合已經實作了 Serializable；對元素的要求； HashSet/ HashMap 的順序行為；處理巢狀與空集合；潛在陷阱（ InvalidClassException、 serialVersionUID、 transient/ static）。最後以一個「虛擬圖書館」的完整範例收尾。

如何攔截預設序列化並將流程掌握在自己手中：使用具嚴格簽名的私有方法 writeObject/ readObject（ private void writeObject( ObjectOutputStream out) throws IOException），呼叫 defaultWriteObject()/ defaultReadObject()，透過 transient 排除欄位、加入校驗和與日誌，並且別忘了 serialVersionUID 與版本相容性。解析常見錯誤、與 ObjectOutputStream/ ObjectInputStream 的配合，以及實務範例。

Java 序列化實用指南：何時以及如何使用 transient 將欄位排除在串流之外；反序列化時會發生什麼事（預設值）；如何在 readObject 方法中還原狀態；什麼是 serialVersionUID、如何宣告（ private static final long serialVersionUID = 1L）、何時需要變更，以及為什麼最好明確指定。包含可運作的範例、風險情境與常見錯誤。