Ce cours présente les aspects avancés de la programmation orientée objet en Java, couvrant des compétences essentielles pour maîtriser les concepts complexes de la plateforme Java. Il aborde en détail le fonctionnement de la machine virtuelle Java, les processus légers (threads) et leur gestion, ainsi que les mécanismes d'exclusion mutuelle pour assurer la synchronisation des threads. Le cours explore également les entrées/sorties en Java, l'introspection pour l'analyse dynamique des objets, et divers autres sujets avancés. Des exemples de code sous licence et une bibliographie complète sont inclus pour approfondir les connaissances. Destiné aux développeurs expérimentés, ce PDF par Jean-Francois Lalande permet d'acquérir une expertise solide dans la programmation concurrente, la gestion des ressources et les techniques avancées de POO en Java.

Contenus explorés en détail

Ce cours approfondi sur la programmation orientée objet avancée en Java couvre des concepts essentiels pour maîtriser le langage dans des contextes complexes. Vous explorerez la Machine Virtuelle Java (JVM) et son rôle dans l'exécution du bytecode, ainsi que les processus légers (threads) pour une gestion optimale des tâches concurrentes. Le module aborde également l'exclusion mutuelle pour éviter les conflits entre threads, les entrées/sorties (I/O) pour la manipulation de fichiers et flux, ainsi que l'introspection pour analyser dynamiquement les classes Java.

• Comprendre le fonctionnement de la JVM et optimiser les performances.
• Maîtriser la concurrence avec les threads et les mécanismes de synchronisation.
• Manipuler efficacement les entrées/sorties et les flux de données.

Public concerné par ce PDF

Ce cours s'adresse aux développeurs Java intermédiaires souhaitant approfondir leurs connaissances en programmation orientée objet avancée. Il est idéal pour les ingénieurs logiciels, les étudiants en informatique (niveau licence/master) et les professionnels préparant des certifications Java. Une base solide en POO et en syntaxe Java est recommandée pour tirer pleinement profit des concepts avancés comme les threads, la JVM et l'introspection.

Exemples pratiques et applications réelles

Les connaissances acquises dans ce cours sont appliquées dans des systèmes haute performance comme les serveurs web (ex: Tomcat) gérant des milliers de requêtes simultanées via les threads. L'introspection est utilisée dans les frameworks comme Spring pour l'injection de dépendances. Un exemple concret est la création d'une application bancaire avec gestion thread-safe des transactions et analyse dynamique des objets pour la journalisation.

Secteurs d'application professionnelle

• Finance/Trading : Les systèmes haute fréquence utilisent les threads Java pour traiter des milliers d'ordres boursiers par seconde (ex: plateformes comme Bloomberg Terminal).
• Jeux Vidéo : La JVM optimisée (ex: GraalVM) permet d'exécuter des moteurs physiques en temps réel (ex: Minecraft mods).
• IoT : Les devices embarqués utilisent des I/O Java pour communiquer avec des capteurs (ex: systèmes Raspberry Pi).

Nouveauté 2025 : L'essor des virtual threads (Project Loom) révolutionne la gestion de la concurrence dans les microservices cloud.

Guide des termes importants

• JVM : Machine virtuelle exécutant le bytecode Java avec gestion mémoire (heap/stack) et optimisation JIT.
• Thread : Unité d'exécution légère permettant le parallélisme au sein d'un processus.
• synchronized : Mot-clé Java pour implémenter l'exclusion mutuelle entre threads.
• NIO (New I/O) : API Java pour des I/O non-bloquantes et buffers mémoire performants.
• Reflection : Mécanisme d'introspection permettant d'inspecter/modifier dynamiquement classes/méthodes.

Réponses aux questions fréquentes

Comment éviter les deadlocks en Java ?
Utilisez synchronized avec ordre fixe, des timeouts (tryLock), ou des classes concurrentes (java.util.concurrent).

Quelle est la différence entre Heap et Stack ?
Le Heap stocke les objets (géré par GC), la Stack gère les appels de méthodes et variables locales.

Quand utiliser Runnable vs Thread ?
Préférez implémenter Runnable (plus flexible) plutôt qu'hériter de Thread (héritage simple).

Comment optimiser les performances de la JVM ?
Paramétrez -Xms/-Xmx pour la taille heap, et choisissez le GC adapté (G1 pour low latency).

Qu'est-ce qu'un daemon thread ?
Thread secondaire (ex: garbage collector) qui ne bloque pas l'arrêt de la JVM contrairement aux threads utilisateurs.

Exercices appliqués et études de cas

Projet 1 : Simulateur de Trading Multithread
1. Créez un pool de threads pour gérer des ordres boursiers concurrents.
2. Implémentez un système de priorité avec PriorityBlockingQueue.
3. Ajoutez un journal des transactions thread-safe avec synchronized.

Projet 2 : Analyseur de Classes par Reflection
1. Chargez dynamiquement une classe via Class.forName().
2. Listez ses méthodes/attributs avec getDeclaredMethods().
3. Invokez une méthode annotée @Test pour un mini-framework de test.