POO avancée - Maîtriser Java et les concepts complexes

Objectifs d'apprentissage

• Maîtriser les concepts avancés de la Machine Virtuelle Java (JVM) et son fonctionnement interne.
• Comprendre et implémenter les processus légers (threads) pour des applications concurrentes efficaces.
• Appliquer les mécanismes d'exclusion mutuelle pour éviter les problèmes de concurrence (race conditions, deadlocks).
• Manipuler les entrées/sorties (I/O) en Java, y compris les flux de données et la sérialisation.
• Utiliser l'introspection pour analyser et manipuler dynamiquement les objets Java.
• Explorer des fonctionnalités avancées telles que les annotations, les génériques et les expressions lambda.
• Comprendre les licences logicielles et les bonnes pratiques pour l'utilisation de code externe.
• Se familiariser avec les ressources bibliographiques pour approfondir les connaissances en POO avancée.

Public cible

Ce cours s'adresse aux développeurs Java intermédiaires ayant une base solide en programmation orientée objet et souhaitant approfondir leurs compétences dans des concepts avancés. Il est idéal pour les étudiants en informatique, les ingénieurs logiciels et les professionnels cherchant à optimiser des applications Java complexes. Une expérience préalable avec les bases de Java (classes, héritage, interfaces) est requise.

Contenu détaillé

Machine virtuelle Java (JVM)

La JVM est au cœur de l'exécution des programmes Java. Ce module explore son architecture, le gestionnaire de mémoire (heap, stack), le garbage collector et l'optimisation des performances. Les étudiants apprendront à diagnostiquer des problèmes de mémoire et à configurer la JVM pour des applications haute disponibilité.

Les processus légers : Threads

Les threads permettent d'exécuter plusieurs tâches simultanément. Ce chapitre couvre leur création, gestion et synchronisation, avec des exemples pratiques d'application (serveurs multi-clients, calculs parallèles). Les pièges courants (fuites de threads) seront également abordés.

L'exclusion mutuelle des threads

Pour éviter les accès concurrents aux ressources partagées, ce module enseigne l'utilisation des verrous (synchronized, Lock), des sémaphores et des collections thread-safe. Des études de cas montreront comment résoudre les deadlocks et assurer la cohérence des données.

Entrées / Sorties (I/O)

Ce volet traite des flux de données (byte streams, character streams), de la sérialisation d'objets et des nouvelles API NIO pour des opérations non bloquantes. Les bonnes pratiques pour la lecture/écriture de fichiers volumineux seront détaillées.

Introspection

L'introspection permet d'inspecter dynamiquement les classes, méthodes et annotations via l'API Reflection. Les étudiants l'utiliseront pour créer des frameworks flexibles (ex : ORM) ou des outils de profiling.

Divers

Cette section aborde des fonctionnalités avancées comme les génériques, les lambda expressions, les modules (Java 9+) et les design patterns applicables en Java (Singleton, Factory).

Code sample License

Un guide sur les licences open-source (MIT, GPL) et les obligations légales pour réutiliser du code externe. Inclut des outils comme SPDX pour auditer les dépendances.

Bibliographie

Ressources recommandées : "Effective Java" (J. Bloch), "Java Concurrency in Practice" (B. Goetz), et la documentation officielle Oracle. Des liens vers des communautés (Stack Overflow, GitHub) seront fournis pour un apprentissage continu.