Лекції

Ця лекція про те, що таке «вузьке місце» у ввід‑виводі та як його виявляти й усувати. Розберемо, чому операції диска й мережі значно повільніші за RAM, які антипатерни часто трапляються (читання по одному байту через read(), синхронне логування тощо), як допомагають буфери ( BufferedInputStream, BufferedReader), профайлери ( VisualVM, JProfiler) і вимірювання часу через System. currentTimeMillis (). Проведемо практичний експеримент із читанням файлу "bigfile.txt", порівняємо швидкість із буфером і без, подивимося на вплив SSD/HDD і мережі та перелічимо типові помилки.

Практичний вступ до неблокувального введення-виведення Java NIO: розбираємося, чим канали Channel і буфери ByteBuffer відрізняються від потоків InputStream/ OutputStream, як читати й записувати за допомогою FileChannel, позиціонуватися через position()/ truncate(), працювати з параметрами буфера ( capacity, limit, position, mark) і обирати між allocate() та allocateDirect(). Показано операції zero-copy transferTo()/ transferFrom() і типові помилки на кшталт забутого flip() та неправильного режиму буфера.

Як ефективно обробляти файли розміром у десятки гігабайтів без OutOfMemoryError: розбиваємо на шматки (chunks), читаємо за позиціями через RandomAccessFile і FileChannel, розпаралелюємо завдання за допомогою ExecutorService/ ForkJoinPool, а для простого копіювання використовуємо zero-copy через transferTo/ transferFrom. Розбираємо вибір розміру шматка, межі рядків, синхронізацію результатів і типові помилки.

Як безпечно й швидко обробляти величезні файли в Java: читаємо частинами (chunking) через потоки та буфери, налаштовуємо розмір буфера для продуктивності, використовуємо відображення файлу в пам’ять через MappedByteBuffer і FileChannel для надшвидкого довільного доступу. Розберемо плюси й мінуси memory mapping, рекомендації щодо ресурсів і паралельності, а також типові помилки (наприклад, OutOfMemoryError, забуті дескриптори, перекриття чанків під час пошуку).

Практична лекція з роботи з архівами та стисненням у Java: знайомимося з пакетом java.util.zip, потоками ZipInputStream/ ZipOutputStream і класом довільного доступу ZipFile, керуємо рівнями стиснення через Deflater ( 0– 9, DEFAULT_COMPRESSION), працюємо з GZIPInputStream/ GZIPOutputStream для одиночних файлів, пакуємо/розпаковуємо директорії за допомогою Files.walk і фільтрації за PathMatcher ( "glob:**/*.txt"). Обговоримо безпеку: захист від Zip Slip через нормалізацію шляху та контроль обсягу для Zip Bomb, а також зберемо міні-CLI «zip/unzip» з масками.

Навіщо і як «запаковувати» об’єкти в Java: перетворюємо їх на потік байтів і назад за допомогою ObjectOutputStream/ ObjectInputStream, зберігаємо стан між запусками, передаємо мережею та кешуємо результати. Розбираємо роль інтерфейсу Serializable, нюанси з ключовим словом transient і рядками на кшталт "save.dat", обговорюємо ризики безпеки та сумісність версій. Практика: міні‑сейв гри, надсилання повідомлень клієнт↔сервер і кешування обчислень.

Розбираємо основи серіалізації в Java: маркерний інтерфейс java.io.Serializable, як позначити клас через implements Serializable, вимоги до полів ( static, transient), покрокові приклади запису та читання об’єктів за допомогою ObjectOutputStream/ ObjectInputStream, що відбувається «під капотом» під час викликів writeObject/ readObject, а також типові помилки (несеріалізовні поля, внутрішні класи, поведінка static-полів і версії класу через serialVersionUID).

У лекції порівняємо бінарну серіалізацію Java за допомогою класів ObjectOutputStream і ObjectInputStream із текстовими форматами ( JSON, XML): принцип роботи, швидкість і компактність, сумісність версій і безпека. Розберемо переваги та обмеження, покажемо практику з Jackson (включно із залежністю для Maven) і надамо поради, коли що обирати, а також типові помилки.

У лекції розбираємо, як серіалізувати та десеріалізувати об’єкти в Java за допомогою парних потоків ObjectOutputStream і ObjectInputStream: що таке маркерний інтерфейс java.io.Serializable, як працюють методи writeObject() і readObject(), чому поля static і transient не потрапляють у потік, які винятки трапляються ( NotSerializableException, InvalidClassException), і на що впливає serialVersionUID. На практиці серіалізуємо один об’єкт і список об’єктів у файл та розбираємо типові помилки.

Практичний посібник із серіалізації колекцій у Java: як зберігати та відновлювати List, Map, Set через ObjectOutputStream/ ObjectInputStream; чому більшість колекцій вже реалізують Serializable; вимоги до елементів; поведінка порядку в HashSet/ HashMap; робота з вкладеними й порожніми колекціями; підводні камені ( InvalidClassException, serialVersionUID, transient/ static). Завершимо повноцінним прикладом «віртуальної бібліотеки».

Як перехопити стандартну серіалізацію і взяти процес під контроль: використовуємо приватні методи writeObject/ readObject із суворими сигнатурами ( private void writeObject( ObjectOutputStream out) throws IOException), викликаємо defaultWriteObject()/ defaultReadObject(), виключаємо з серіалізації поля за допомогою transient, додаємо контрольні суми та логи, не забуваємо про serialVersionUID і сумісність версій. Розглядаємо типові помилки, роботу з ObjectOutputStream/ ObjectInputStream і практичні приклади.

Практичний посібник із серіалізації в Java: коли й як використовувати transient для виключення полів із потоку, що відбувається під час десеріалізації (значення за замовчуванням), як відновити стан у методі readObject; що таке serialVersionUID, як його оголошувати ( private static final long serialVersionUID = 1L), коли змінювати і чому краще визначати його явно. Наведено робочі приклади, ризиковані сценарії та типові помилки.