Просмотр исходного текста страницы Промышленное программирование на Java

== О курсе ==

=== Аннотация ===

Java — один из самых популярных языков программирования. Он используется для широкого круга задач: разработки десктопных, мобильных и веб-приложений, серверной логики, высоконагруженных систем в сфере финансов, рекламы, мониторинга, банковской деятельности и многого другого. Специфицированная модель языка и управления памятью, а также огромное коммерческое и некоммерческое сообщество, поддерживающее открытые исходные коды платформы, позволяют создавать промышленные и безопасные приложения.

'''Лектор:''' [https://www.hse.ru/staff/egorlitvinenko Литвиненко Егор Викторович]

=== Цели освоения курса ===

Основные знания и навыки, которые приобретаются на этом курсе:

# Стандартные библиотеки JDK java.util.* (Collections, Stream API, etc.). 
# Паттерны написания конкурентного потокобезопасного кода: как использовать паттерны блокировки из java.concurrency.* и других библиотек: locks, compare-and-swap, double-check-locking, non-blocking структуры и др.
# Виды и использование object pools (thread pools, connection pool, object pool).
# Системы сборки Java-приложений (Maven и/или Gradle).
# Java Input/Output Stream API, работа с файлами, NIO, ByteBuffer.
# Spring Framework.
# Взаимодействие с базами данных: Hibernate, Jakarta Persistence API.
# Виды бэкенд-серверов (Netty, Undertow, Vert.x и др.), серверов приложений (Tomcat EE, Glassfish, Wildfly и др.) и их применимость, оценка нагрузки приложений.
# Написать свой сервер с использованием GRPC, Spring Framework, Hibernate, и базы данных на выбор.
# Настройка JVM и garbage collectors.
# Инструменты отладки, профилирования и мониторинга Java приложений: IDE, MBeans, VisualVM, perf, async-profiler, log4j, logback, MAT, jstack, jmap, jps, Prometheus/Micrometer/OpenTelemetry.

=== Пререквизиты курса (необязательные) ===

Лучше знать один или несколько языков: Java, C++, C#, Python, Go, Rust. Основы синтаксиса рассматриваются, но в этом курсе не будет простых задач на усвоение основ языка. Упор на практические знания и применение языка Java.

=== Технические требования ===

Компьютер с JDK 17+ версии. IDE для разработки (IDEA CE, VS code, Eclipse, NetBeans). У преподавателя IDEA CE.

== Понедельный план курса ==

{| class="wikitable sortable"
! № !! Тема лекции !! Тема семинара !! Кто готовит?
|-
| 1 || История, Использование, Статистика популярности, Создатель, WORA, Компиляция, Исполнение, C1/C2, Гарантии, Спецификации, Memory Model, Управление памятью, GC, Анатомия (JDK, JRE, JVM), Реализации JVM, Коммьюнити, Итоги, Hello world || Типы данных, управляющие конструкции, строки, операции || Егор Литвиненко
|-
| 2 || Основы языка: Типы и управляющие конструкции, Пакеты, классы, объекты, наследование, Исключения || Система сборки проектов Maven || Егор Литвиненко
|-
| 3 || Коллекции в Java || Знакомство с тестами, классами, исключениями, List, Map || Егор Литвиненко
|-
| 4 || Функциональные интерфейсы, лямбды, ссылки на методы, введение в Stream API || Требования к ПО, Тестирование || Егор Литвиненко
|-
| 5 || Параметризация типов, обобщения, специализации || Тестирование (продолжение), Логгирование, Примеры || Егор Литвиненко
|-
| 6 || Servers, Web Servers, Application Servers и их применение в Java (Tomcat, Netty и т.д.) || Дебаг программ и инструменты диагностики верхнеуровневого уровня || Егор Литвиненко
|-
| 7 || Многопоточность и конкурентное программирование, Ч.1: примитивы, атомарные операции || Многопоточное программирование, Ч.1 || Егор Литвиненко
|-
| 8 || Многопоточность и конкурентное программирование, Ч.2: блокирующие/неблокирующие коллекции, пулы потоков, CompletableFuture, паттерны || Многопоточное программирование, Ч.2 || Егор Литвиненко
|-
| 9 || Многопоточность и конкурентное программирование, Ч.3: Закон Мура, Закон Амдала, USL, Java Memory Model, volatile, happens-before, program-order, sequential consistency || Многопоточное программирование, Ч.3 || Егор Литвиненко
|-
|10 || Annotations, Reflection API || CI & CD, Kafka || Егор Литвиненко
|-
|11 || Method Handles, Var Handles || Настройка Kafka, Kafka Producer и Consumer || Егор Литвиненко, все студенты
|-
|12 || IO, ByteBuffers, zero copy || Настройка Kafka, обзор Protobuf || Егор Литвиненко
|-
|13 || IoC, DI, Spring || Как написать свой сервис с нуля, Ч.1 || Егор Литвиненко
|-
|14 || SpringBoot, AOP, диагностика Spring, настройки, слоистая архитектура || Демо день + Как написать свой сервис с нуля, Ч.2 || Егор Литвиненко
|-
|15 || RDMBS, JDBC, DAO, JPA, Транзакции, ORM || Как написать свой сервис с нуля – Ч.3, разбор домашних заданий || Егор Литвиненко, все студенты
|-
|16 || RDMBS, JDBC, DAO, JPA, Транзакции, ORM, POJO || Разбор домашних заданий, семинарского проекта, использование AI в Java, Ч.1 || Егор Литвиненко
|-
|17 || JVM компиляция, bytecode, структура класса, кодогенерация, теория поколений GC || Демо день: итерация изменений семинарских проектов || Егор Литвиненко, все студенты
|-
|18 || Утилиты JDK: debugging, profiling, анализ памяти, Native Memory Tracking || Анализ JFR для Spring, AI в Java, Ч.2 || Егор Литвиненко
|-
|19 || Виды и опции настройки GC || Практика настройки GC, AI в Java, Ч.3 || Егор Литвиненко
|-
|20 || Демо день: лучшие ИДЗ || Демо день: финальная презентация проектов || Егор Литвиненко, все студенты
|}

== Формы контроля ==

=== Индивидуальное домашнее задание по лекциям ===

'''Разработка сервиса для прогноза продаж''', предоставляющего '''gRPC''' и '''REST API''', с интеграцией в '''Kafka'''.  
Задача сервиса — эмулировать прогнозирование продаж на основе истории заказов.

Задание выдаётся на первом занятии. Объясняется, как можно начать работу, используя генераторы шаблонов для новых проектов.

Домашнее задание рассчитано на весь семестр.
* Если задание выполнено — начисляется полный балл.
* Если не выполнено — 0 баллов.
* В случае просрочки — 0.5 балла.
* Доступно бонусное задание, позволяющее повысить итоговую оценку.

'''Максимальный балл: 2.'''

Готовит Егор Литвиненко, выдается до 09.03.

=== 5 домашних заданий в рамках лекций ===

Каждое домашнее задание по 0,4 балла. Суммарно 2 балла.

Готовит Егор Литвиненко, выдается по графику: примерно каждые две недели с начала занятий.

=== Командный проект по семинарам ===

Команды и тема проекта формируются до '''13.02'''.

* Если задание выполнено — начисляется полный балл.  
* Если не выполнено — 0 баллов.  
* В случае просрочки — 0.5 балла.  
* Доступно бонусное задание, позволяющее повысить итоговую оценку.

'''Максимальный балл: 4.'''

Готовит Егор Литвиненко, выдается до 13.02.

=== Посещение 30% лекций ===

Если критерий выполнен, то максимум 1 балл.

=== Посещение 30% семинаров ===

Если критерий выполнен, то максимум 1 балл.

=== Пересдача ===

Выполнение домашних заданий в ускоренной форме с новыми дедлайнами.

== Формула оценки и пересдачи ==

* '''1 балл''' — посещение 30% лекций  
* '''1 балл''' — посещение 30% семинаров  
* '''2 балла''' — 5 домашних заданий в рамках лекций (каждое по 0.4 балла)  
* '''2 балла''' — индивидуальный проект по лекциям  
* '''4 балла''' — командный семинарский проект  

По всем заданиям предусмотрены дедлайны. Возможны дополнительные задания, позволяющие повысить итоговый балл.  
Подробнее — см. раздел «Формы контроля».

== Литература ==

=== Рекомендуемая основная литература ===
* [https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se21/jls21.pdf Java Language Specification, Java SE 21]
* [https://docs.oracle.com/en/java/javase/21/ Официальная документация Java SE 21]
* [https://docs.oracle.com/javase/8/javase-books.htm Java SE 8 Books]
* Открытые записи лекций Тагира Валиева по языку Java
* ''Java EE: паттерны проектирования для профессионалов'', Мурат Йенер, Алекс Фридом
* ''Чистый код'' (Clean Code), Роберт Мартин
* ''Effective Java'', Joshua Bloch

=== Рекомендуемая дополнительная литература ===
* ''97 вещей, о которых должен знать каждый Java-программист'', Кевлин Хенни, Триша Джи
* ''Паттерны объектно-ориентированного проектирования'' (GoF), Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Дж. Влиссидес
* ''Основы программирования на Java: ООП, алгоритмы и структуры данных'', Роберт Седжвик, Кевин Уэйн
* ''Совершенный алгоритм: графовые алгоритмы и структуры данных'', Тим Рафгарден
* ''Усовершенствованные структуры данных'', Петер Брасс
* ''Алгоритмы. Построение и анализ'', Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест, К. Штайн
* ''Высоко-нагруженные приложения: программирование, масштабирование, поддержка'', Мартин Клеппман
* ''Распределённые данные: алгоритмы работы современных систем хранения информации'', Алекс Петров
* ''System Design Interview'', Алекс Сюй
* ''SQL. Полное руководство'', Джеймс Р. Грофф, Пол Н. Вайнберг, Эндрю Дж. Оппель
* ''Архитектура компьютера'', Эндрю Таненбаум, Тодд Остин
* ''Конкретная математика. Математические основы информатики'', Грэхэм, Кнут, Паташник
* ''Искусство программирования. Том 1. Основные алгоритмы'', Дональд Кнут
* ''Искусство программирования. Том 2. Получисленные алгоритмы'', Дональд Кнут
* ''Искусство программирования. Том 3. Сортировка и поиск'', Дональд Кнут
* ''Мифический человеко-месяц'', Фредерик Брукс
* ''Джедайские техники. Как воспитать свою обезьяну, опустошить инбокс и сберечь мыслетопливо'', Максим Дорофеев
* [https://www.geeksforgeeks.org/introduction-to-gang-of-fourgof-design-patterns/ Gangs of Four Software Patterns (GeeksForGeeks)]
* [https://t.me/microJUG Канал microJUG в Telegram]
* [https://t.me/javatg Канал JavaTG в Telegram]
* [https://lmax-exchange.github.io/disruptor/user-guide/index.html LMAX Disruptor User Guide]