Monday, June 10, 2013

Курсы Advanced Java

Опыт общения с различного уровня программистами на языке Java - как на собеседованиях, так и просто в дружественной обстановке - показал наличие некоторых пробелов в знаниях особенностей языка, а также его инструментов. В целом, причины этого вполне объяснимы – ведь, если все время программируешь, например, web-интерфейсы, то не будешь особо задумываться над различными способами взаимодействия с базами данных или обеспечения эффективного чтения/записи файлов. Однако, никогда не знаешь, к чему может привести очередной виток в карьере. Поэтому хорошее владение выбранным языком программирования и знание его особенностей просто необходимо, чтобы не изобретать повторно велосипеды и не ощущать удары грабель по уже набитым шишкам. Выделив отдельные темы из области Java Core, в которых было замечено большего всего пробелов, а также которые, возможно, сложны для понимания из-за отсутствия практики, я создал курс Advanced Java, который и представляю Вашему вниманию.

Об основах языка Java я уже рассказал в курсе Java для тестировщиков. Конечно, были затронуты далеко не все темы и многие из них рассмотрены очень поверхностно. Во-первых, этого было достаточно для слушателей, а во-вторых, я считаю, что заинтересованный программист сможет и сам отыскать необходимую ему информацию, главное - показать направление. В курсе Java Практика я постарался рассказать, как писать программы, применяя имеющиеся знания, а также дал различные домашние задания для закрепления материала - ведь ничто не запоминается лучше, чем то, что напишешь сам.

Курс Advanced Java построен в первую очередь на основе практики. Т.е. Вы не только узнаете, как использовать тот или иной инструмент, но также сможете написать код. Такая практика не только поможет лучше понять изложенное в тренингах, но и закрепит Ваши умения, чтобы использовать их на деле. В записях данного блога я постараюсь также написать несколько домашних заданий по отдельным темам, чтобы помочь Вам лучше закрепить материал. На видео я предлагаю решения некоторых поставленных задач, однако советую Вам сначала написать код самостоятельно, ведь на реальной работе Вам редко когда будут в точности говорить, что и как делать.

Данный курс разбит на пять отдельных мини-курсов, которые охватывают такие темы, как многопоточность (concurrency), коллекции (collections), обобщения (generics), аннотации (annotations), рефлексию (reflection) и сериализацию (serialization). Эти мини-курсы можно изучать отдельно, по каждому из них будет выпущено несколько видео. Единственное, что стоит упомянуть – вторая часть мини-курса по коллекциям посвящена неблокирующим реализациям коллекций (concurrent collections), и ее стоит изучать после мини-курса по многопоточности.

Мини-курс "Advanced Java - Concurrency" знакомит со сложными концепциями многопоточности и параллелизма в языке Java на основе пакета java.util.concurrent. В нем кратко вспоминаются основные механизмы синхронизации в Java, одновременно представляются общие проблемы, связанные с использованием потоков (например, возникновение взаимной блокировки (deadlock)), и показываются эффективные способы их решения. Курс знакомит с высокоуровневыми методами синхронизации с использованием CountDownLatch, CyclicBarrier, ThreadLocal, а также различными Executors для запуска потоков.

Мини-курс “Advanced Java – Collections” посвящен детальному рассмотрению стандартных реализаций интерфейсов Java Collections Framework (hash maps, queues, sets), объясняет их особенности, способы применения и знакомит с некоторыми интересными свойствами, позволяющими повысить эффективность работы с коллекциями в программе, а также избежать возникновения скрытых багов. Вторая часть данного мини-курса знакомит с неблокирующими реализациями коллекций (non-blocking lists and sets, concurrent maps, blocking queues), объясняет разницу между ними, а также на практике показывает их плюсы и минусы, и возможное применение.

Мини-курс “Advanced Java – Generics” подробно рассматривает скрытые проблемы, возникающие при игнорировании женериков, объясняет особенности наследования при использовании классов с обобщенной типизацией, а также показывает, как повысить эффективность кода с применением метасимволов (wildcard) и расширителей обобщения (extends и super).

Мини-курс “Advanced Java – Annotations/Reflection” рассказывает о том, как создавать собственные аннотации, определять их свойства и обрабатывать их с помощью рефлексии (reflection). В дополнении к этому данный мини-курс знакомит с другими часто используемыми особенностями применения Java Reflection API.

Мини-курс “Advanced Java – Serialization” представляет различные популярные техники для сериализации объектов в Java. Рассматривается базовая сериализация с применением встроенных инструментов, объясняются тонкости ее настройки и использования. Кроме того, мини-курс знакомит со ставшей уже встроенной сериализацией в XML с применением JAXB, а также с сериализацей в формат JSON с помощью библиотеки от Google.

Read More...

Monday, November 5, 2012

Java Практика - Занятие 9

На девятом занятии мы практиковались собирать проект с помощью Apache Ant. Про Ant и про Maven я рассказывал на последнем 19 уроке из курса Java для Тестировщиков. В этот раз мы более подробно остановились на создании скрипта сборки, написали скрипт "с нуля" для очень простого Java проекта и рассмотрели основные цели Ant. Чтобы не объяснять все это "на пальцах" и не писать много текста на доске, я воспользовался Eclipse, где сразу в IDE и показывал, как что делать.

Ответ на вопрос, почему именно Ant, а не Maven, достаточно прост: Ant часто используется в проектах  в нашей компании и поэтому оказался востребованным для слушателей курса. Объяснять, что лучше, а что хуже, я не здесь не буду - решите каждый сам для себя, попробовав оба инструмента. Урок по использованию Maven мы, возможно, сделаем, однако пока в планах такого нету.

Скачать исходные файла примера, который был создан на видео, можно по этой ссылке.

Ну и, собственно, видео:


Read More...

Thursday, October 18, 2012

Java Практика - Занятие 8

На восьмом занятии мы рассмотрели работу с XML файлами в Java. Про то, что такое XML, я не рассказывал в курсе Java для тестировщиков и на этом занятии тоже не останавливался — подразумевается, что Вы это уже знаете. Мы рассмотрели три базовых способа взаимодействия со структурными файлами XML: чтение и поиск с помощью SAX, чтение и создание с помощью DOM, и маршалинг и демаршалинг с помощью JAXB. Мы рассматривали работу с очень простыми XML документами без схем или DTD описаний.

SAX-парсер — это самый простой способ чтения XML документа и поиска информации в нём. Однако, в силу своей простоты, обработка чуть более сложных документов (с множеством уровней иерархии элементов) становится очень трудоёмкой задачей. На практике применяется, скорее, для очень простых, либо очень больших по объёму документов. SAX-парсер встроен в саму Java, и никаких дополнительных библиотек для его использования не нужно. На этом ресурсе (англ.) есть простой пример по чтению документа этим парсером. Также, там внизу ссылка на то, как читать UTF-8 XML документ c помощью SAX.

Другой способ чтения XML документов — это использование объектной модели документа DOM. Данный способ позволяет также легко модифицировать и создавать документ. Так как структура XML файлов представлена в виде иерархии, то ее легко отобразить с помощью объектов в Java, где можно выделить родителя (Document) со списком потомков (Element), у которых могут быть свои потомки и т.д. DOM — это программный интерфейс, и существует различные его реализации. В самой Java есть классическая реализация, но большей популярностью пользуется библиотека JDOM. Попросту говоря, в ней больше полезных функций, и поэтому работать с ней легче. Собственно, на видео я приводил примеры функций как раз этой библиотеки. На том же англ. ресурсе есть простые и хорошие примеры как читать XML с помощью DOM и как создавать документ. Также там есть пример, как читать документ с помощью JDOM и создавать его.

Еще одним способом работы с XML документами, который уже можно отнести к классическим — это использование JAXB: отображения XML в Java классы. Раньше, эта технология была доступна при подключении дополнительной библиотеки, но сейчас она уже включена в ядро Java. Суть отображения можно вкратце описать так: приложение, которое обрабатывает информацию, представляет данные в виде иерархии и взаимосвязи различных объектов; определенные поля в этих объектах (которые описаны в соответствующих классах) помечаются мета-информацией (в нашем случае, аннотациями), которая используется JAXB для сохранения значений полей в XML документ, а также для чтения их из документа. Процесс сохранения данных называется маршалингом. Процесс чтения — демаршалингом. Использовать JAXB очень удобно, если цель Вашего приложения — это не работа с XML, а работа с информацией. А так как информацию надо где-то хранить и где-то брать, и если это «где-то» - это XML-файл, то процесс ввода/вывода можно сделать достаточно прозрачным и легко модифицируемым. И снова, тот же англ. ресурс содержит пример работы с JAXB.

Так как XML — это достаточно взрослый формат представления данных, то очень много написано документации по работе с ним на любом языке.

В качестве домашнего задания для данного урока, можно выполнить следующее:

  1. Создать XML документ.
  2. Найти какую-либо информацию в документе с помощью SAX-парсера.
  3. Прочитать весь документ с помощью DOM-парсера (или JDOM) и вывести его на экран. 
  4. Создать несколько взаимосвязанных классов с несколькими полями и отобразить их с помощью JAXB: сохранить XML документ и прочитать его. Для тех, кто выполнял задания из нескольких первых занятий, то можно добавить аннотации к классам Product и сохранить информацию о продуктах в XML.
Ну и, собственно, видео занятия:

Read More...

Monday, September 10, 2012

Java Практика - Занятие 7

Седьмое занятие мы посвятили работе с файлами в Java. Мы рассмотрели базовые операции, такие как создание, удаление, и получение доступа к файлам и каталогам. Немного остановились на потоках, как бинарных, так и символьных, и их использовании для чтения и записи файлов. В конце занятия, я рассказал про библиотеку Apache Commons IO, в которой реализованы полезные методы для работы с файлами и потоками ввода/вывода. И, конечно, домашнее задание для закрепления материала. Про работу с файлами и потоками я рассказывал на уроке 11 из курса Java для тестировщиков, так что начинать изучение темы следует оттуда.

Для доступа к файлам в Java используются классы из пакета java.io. Для реализации высокопроизводительных операций ввода/вывода существуют также классы из пакета java.nio. Однако, их рассмотрение выходит за рамки данного курса. К тому же, я считаю, что разобраться там не составит труда после освоения традиционных способов.

Работу с файлами можно условно разделить на две составляющие. Во-первых, это операции, связанные с доступом и местоположением файлов и каталогов, такие как создание, перемещение, удаление, получение списка (у директории). Во-вторых, это операции чтения и записи содержимого файлов. Для первого случая используется базовый класс java.io.File, а также другие системные классы. Во втором случае используются потоки ввода/вывода. Стандартных системных классов Java часто бывает недостаточно для выполнения необходимых операций с файлами (например, копирование файла), и в таком случае использование сторонних библиотек выручает разработчика, чтобы не "изобретать велосипед" заново. Для работы с потоками в Java есть все, что нужно, хоть часто и приходится писать много сопутствующего кода для корректной обработки всех ситуаций. В данном случае также помогают сторонние библиотеки, предоставляющие методы, которые либо полностью выполняют нужные действия, либо избавляют от необходимости писать блоки стандартных вызовов.

Все операции ввода/вывода, а также методы создания потоков в Java выбрасывают проверяемые исключения. В обязательном порядке их необходимо отлавливать и обрабатывать. Как именно — это зависит уже от приложения, можно просто завершить работу, а можно попытаться восстановить нормальное функционирование с уведомлением пользователя. В любом случае, программист должен решить, что будет делать программа в случае возникновения ошибок ввода/вывода. Для ознакомления с исключениями можно послушать мой урок 9 из курса Java для тестировщиков.

На следующем занятии мы рассмотрим работу с двумя распространёнными типами файлов — properties и XML.

Домашнее задание для этого занятия:

  1. Написать программу, которая читает текстовый файл, состоящий из нескольких строк, и записывает эти строки в отсортированном по длине порядке в другой текстовый файл.

    Например, файл aa.txt, содержит следующие строки:
    World!
    Hello
    And how do you do?
    Созданный файл bb.txt будет содержать эти же строки в отсортированном по длине виде:
    Hello
    World!
    And how do you do?
    Для небольшого усложнения этого задания можно сделать следующее:
    • добавить возможность указывать исходный файл, целевой файл и направление сортировки (восходящая или спадающая) в командной строке, например так:
      java SortFile aa.txt bb.txt asc
      , где SortFile — класс, который мы запускаем, aa.txt — исходный файл, bb.txt — целевой файл, asc или desc — направление сортировки.

  2. Написать программу, которая копирует все файлы из заданного каталога в целевой, при этом переименовывая их в случайном порядке, назначая имена файлам из числовой последовательности от 1 до N, где N — это количество файлов в каталоге. При этом имена файлов не могут повторяться.

    Например, есть каталог, в котором хранятся файлы: a.txt b.txt c.txt Программа копирует эти файлы в другой каталог, назначая им следующие имена: 1.txt 2.txt 3.txt При этом назначение имен происходит случайным образом, т. е. например, a.txt → 2.txt, b.txt → 1.txt, c.txt → 3.txt. Для выбора случайного числа, можно использовать Java класс Random.
Ну и, собственно, видео. Прошу прощения за качество видео - в последний момент сломался мой фотоаппарат и пришлось записывать на телефоны - сначала на один (пока там место не закончилось), потом на второй. Стол, на котором были установлены телефоны, шатался, поэтому видео я обработал стабилизатором от youtube.

Read More...

Sunday, September 9, 2012

Java Практика - Занятие 6

После длительного перерыва, вызванного жарким летом и моим двойным отпуском, мы наконец-то вернулись к занятиям. Так как многие слушатели тоже были в отпуске, и кто-то что-то подзабыл, мы решили немного восстановить знания, обобщить известную информацию и уточнить план дальнейших действий. По просьбе "трудящихся" мы еще раз более подробно остановились на использовании интерфейсов в Java. Я уже рассказывал про это на уроке 5 из курса Java для тестировщиков. Можно рассматривать данное занятие, как дополнительную информацию, либо как подачу информации другими словами. Занятие получилось скорее теоретическим, чем практическим. Домашнего задания по определенным причинам нету :)

Read More...

Thursday, July 12, 2012

Java Практика - Занятие 5

На пятом занятии я решил остановиться на использовании коллекций, как альтернативу применению массивов для хранения наборов данных. Интерфейсы коллекций в Java обеспечивают весь необходимый инструментарий для работы с различными наборами данных, поэтому их употребление, во-первых, повышает скорость разработки программ, а во-вторых, улучшает качество кода за счет повторного использования уже написанного и отлаженного кода. Про коллекции я рассказывал на уроке 10 в курсе Java для тестировщиков. Так как применение коллекций упрощает разбираемый пример, я немного усложнил логику приложения, чтобы сделать ее более интересной. В дополнению к работе над разбираемой задачей в конце занятия было поставлено одна интересная задача для самостоятельной работы.

На этом занятии мы рассмотрели не все интерфейсы коллекций и возможные варианты их использования. Это еще предстоит в будущем. Пока что мы остановились только на интерфейсах Collection, List, Map. Также рассмотрели использование итератора для прохождения коллекции и возможного удаления элементов.

Домашнее задание для этого занятия:
  1. Добавить Map продуктов в класс Deal 
  2. Изменить методы getCost() и getSum(), чтобы они работали, используя Map продуктов. 
  3. Добавить Map свойств в Party вместо массивов keys и value. 
  4. Исправить методы ввода/вывода для работы с Map 
  5. Добавить возможность выбирать ранее введенный продукт при добавлении его в сделку.
Дополнительная задача для развития навыков программирования:
Написать программу, которая заполняет матрицу (двумерный массив) нулями и единицами так, чтобы получился рисунок песочных часов. Матрица обязательно квадратная. Размер матрицы пользователь вводит с консоли.
Например, для матрицы, размером 5х5, должен получиться такой рисунок:
1 1 1 1 1
0 1 1 1 0
0 0 1 0 0
0 1 1 1 0
1 1 1 1 1
Я также написал возможное решение этой задачи, если вдруг кому-то будет очень сложно. Скачать исходные файлы можно тут: JavaPractice05.zip (5,9 KB)

Чтобы откомпилировать и запустить этот пример, выполните следующие команды:
cd <каталог_куда_распаковали_архив>
cd src
javac *.java
java Program5 - это для запуска программы о сделках
java Program5Additional - это для запуска песочных часов 
Также, если Вы уже умеете работать со средой разработки Eclipse, то можете импортировать этот проект в нее и запустить. 


Ну и, собственно, видео занятия:

Read More...

Wednesday, July 4, 2012

Java Практика - Занятие 4

На четвертом занятии мы продолжили разбирать пример из предыдущего урока, немного усложнив его. Основное внимание в этот раз было уделено наследованию: класс Product мы сделали абстрактным и создали два его потомка. Также я показал, как можно использовать переопределение метода для уточнения логики в классе FotoProduct. Также немного поговорили об использовании констант в Java.

Домашним заданием к этому занятию будет сделать все то, о чем мы говорили, а именно:

  • Написать классы FotoProduct и BotinkiProduct
  • Написать методы для расчета скидки
  • Написать метод для расчета стоимости продукта с учетом скидки
  • Добавить поля в классы Product и Party
Также, заданием является сделать программу рабочей после вышеуказанных изменений, а именно:
  • Добавить ввод отдельных продуктов
  • Добавить ввод информации о Party
  • Добавить вывод информации о Party
В качестве дополнительного задания можно сделать следующее:
  • Добавить вывод полей отдельных продуктов
  • Усовершенствовать ввод и вывод, чтобы был более приятным для глаз :)
Обновление: Я в очередной раз написал возможное решение этой задачи. Скачать исходные файлы можно тут: JavaPractice04.zip (4,8 KB). Запуск программы описан в предыдущем посте.

 Ну и собственно видео:


Read More...