课时

本讲讲述什么是输入/输出中的“瓶颈”，以及如何发现并消除它。我们将分析为何磁盘与网络操作明显慢于内存（RAM），常见的反模式有哪些（通过 read() 逐字节读取、同步日志等），缓冲（ BufferedInputStream、 BufferedReader）、性能分析器（ VisualVM、 JProfiler）以及通过 System. currentTimeMillis () 进行时间测量如何提供帮助。我们将进行一个读取文件 "bigfile.txt" 的实践实验，对比有无缓冲的速度，观察 SSD/HDD 与网络的影响，并列举典型错误。

Java NIO 非阻塞 I/O 的实用入门：解析通道 Channel 和缓冲区 ByteBuffer 与流 InputStream/ OutputStream 的区别，如何使用 FileChannel 进行读写，借助 position()/ truncate() 进行定位，处理缓冲区参数（ capacity、 limit、 position、 mark），以及在 allocate() 与 allocateDirect() 之间做选择。还展示了 zero-copy 操作 transferTo()/ transferFrom()，以及常见错误，比如忘记调用 flip() 和缓冲区模式不正确。

如何在不触发 OutOfMemoryError 的情况下高效处理动辄几十 GB 的文件：将其按块（chunks）切分，使用 RandomAccessFile 和 FileChannel 按位置读取，借助 ExecutorService/ ForkJoinPool 并行化任务；而对简单拷贝使用通过 transferTo/ transferFrom 的零拷贝（zero-copy）。我们将讨论块大小的选择、行边界的处理、结果同步以及常见错误。

如何在 Java 中安全且快速地处理海量文件：通过流与缓冲按块（chunking）读取，调节缓冲区大小以提升性能，使用 MappedByteBuffer 和 FileChannel 将文件映射到内存，实现超高速随机访问。我们将解析 memory mapping 的优缺点、资源与并行方面的建议，以及典型错误（例如 OutOfMemoryError、遗忘关闭的描述符、搜索时块重叠）。

一堂关于在 Java 中处理归档与压缩的实战讲座：了解包 java.util.zip，流 ZipInputStream/ ZipOutputStream 以及随机访问类 ZipFile；通过 Deflater（ 0… 9， DEFAULT_COMPRESSION）控制压缩级别；使用 GZIPInputStream/ GZIPOutputStream 处理单个文件；借助 Files.walk 和基于 PathMatcher 的过滤（ "glob:**/*.txt"）来打包/解包目录。还将讨论安全性：通过路径规范化防护 Zip Slip，以及对 zip bomb 进行体积控制；最后我们将实现一个带通配符的迷你 CLI “zip/unzip”。

为何以及如何在 Java 中“打包”对象：使用 ObjectOutputStream/ ObjectInputStream 将对象转换为字节流并再还原，在多次运行之间保存状态、通过网络传输以及缓存结果。解析接口 Serializable 的作用，关键字 transient 的细节以及诸如 "save.dat" 这样的文件名，讨论安全风险与版本兼容性。实践：游戏迷你存档、客户端↔服务器消息发送与计算结果缓存。

讲解 Java 中的序列化基础：标记接口 java.io.Serializable，如何通过 implements Serializable 标记类，对字段的要求（ static、 transient），使用 ObjectOutputStream/ ObjectInputStream 逐步演示对象的写入与读取；调用 writeObject/ readObject 时“底层”发生了什么；以及常见错误（不可序列化的字段、内部类、 static 字段的行为，以及通过 serialVersionUID 控制的类版本）。

在本讲中，我们将比较 Java 的二进制序列化（通过类 ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream）与文本格式（ JSON、 XML）：工作原理、速度与紧凑性、版本兼容性与安全性。我们会分析优点与限制，展示使用 Jackson（包括 Maven 依赖）的实践，并给出何时选择哪种格式的建议，以及常见错误。

在本讲中，我们讲解如何使用成对的对象流 ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 在 Java 中对对象进行序列化与反序列化：什么是标记接口 java.io.Serializable， writeObject() 和 readObject() 方法如何工作，为什么 static 和 transient 字段不会进入流，会遇到哪些异常（ NotSerializableException、 InvalidClassException），以及 serialVersionUID 有何影响。实践部分把一个对象和对象列表序列化到文件，并解析典型错误。

Java 集合序列化实用指南：如何通过 ObjectOutputStream/ ObjectInputStream 保存和恢复 List、 Map、 Set；为什么大多数集合已经实现了 Serializable；对元素的要求； HashSet/ HashMap 中的顺序行为；处理嵌套和空集合；常见陷阱（ InvalidClassException、 serialVersionUID、 transient/ static）。最后以一个“虚拟图书馆”的完整示例收尾。

如何拦截默认序列化并将流程掌控在自己手中：使用具有严格签名的私有方法 writeObject/ readObject（ private void writeObject( ObjectOutputStream out) throws IOException），调用 defaultWriteObject()/ defaultReadObject()，通过 transient 排除字段，添加校验和与日志，别忘了 serialVersionUID 以及版本兼容性。讲解常见错误、与 ObjectOutputStream/ ObjectInputStream 的配合以及实用示例。

Java 序列化实战指南：什么时候以及如何使用 transient 将字段排除在流之外，反序列化时会发生什么（默认值），如何在 readObject 方法中恢复状态； serialVersionUID 是什么，如何声明（ private static final long serialVersionUID = 1L），何时修改以及为什么最好显式指定。展示了可运行示例、风险场景与典型错误。