Модель памяти Java процесса

Рассуждаем о Java Memory Model и Garbage Collection'е.
Визуализируем память Java приложения.
Смотрим на красочный VisualGC.

Всё ради того, чтобы разобраться как работает JVM с памятью.

0:00 - Введение
0:39 - Тестовое приложение
1:34 - VisualVM
3:25 - Структура памяти
8:54 - Tenure Threshold
10:12 - Что ещё есть в VisualGC plugin?
12:24 - Завершение

👉 @BookJava

Зачем нужна Java Serialization? Как сделать класс сериализуемым?

Сериализация – это сохранение типа и состояния объекта в бинарном виде для последующего сохранения/передачи и десериализации. Для сериализации используется интерфейс Serializable (Externalizable), и цель записи/источник чтения ObjectInputStream/ObjectOutputStream (ObjectInput/ObjectOutput).

Класс сериализуем, если:
🔘 Реализует маркерный интерфейс Serializable;
🔘 Все поля сериализуемые или помечены модификатором transient (иначе рантайм выбросит NotSerializableException).

Протокол стандартной сериализации описан в документации.

Сериализационная форма может, и в некоторых случаях для корректной работы должна быть кастомизирована. Правильная форма содержит только логическое представление данных, без деталей о физической реализации.

Для описания полей сериализационной формы в javadoc-документации используется тэг @serial. Для документации генерирующего нестандартную сериализационную форму метода используется @serialData. Эти тэги имеют смысл и для приватных членов, так как эффективно такие члены – часть публичного API.

Нестатические внутренние классы не должны быть сериализуемыми. Статические поля как поля класса а не инстанса несериализуемы.

Сериализации посвящен целый раздел Effective Java. Доклад для ознакомления с темой.

#Сериализация

Введение в Java Process Memory Model

Каждое Java приложение, после запуска, создаёт десятки, сотни, тысячи объектов в памяти компьютера на котором оно запущено. Память, при этом, ресурс не бесконечный, и поэтому необходимо использовать его эффективно. Виртуальная Машина Java (Java Virtual Machine, далее JVM) умеет граммотно распоряжаться памятью и помогает нам, разработчикам, управляя ею автоматически.

О том, как именно JVM работает с памятью во время работы Java приложения мы поговорим в этой статье.

👉 @BookJava

Руководство по Java 8 Optional

В этом учебном пособии мы рассмотрим класс Optional, который был представлен в Java 8.

Цель класса — предоставить решение на уровне типа для представления опциональных значений вместо null (нулевых) ссылок.

Для более глубокого понимания того, почему мы должны обратить внимание на класс Optional, ознакомьтесь с официальной статьей Oracle.

Зачем используется Serial Version UID? Что если не определить его?

Сериализуемый класс явно или неявно, но всегда имеет serialVersionUID. Это число типа long, которое представляет собой «версию» сериализационной формы класса. Если при сериализации/десериализации значения serialVersionUID не совпадают – будет выброшено InvalidClassException.

Для совпадающих версий работает мощная поддержка эволюции класса – совместимые изменения, такие как добавление или удаление полей, не приводят к InvalidClassException.

Неявное значение вычисляется автоматически в рантайме, и включает в себя информацию о имени типа, списке родителей и полей (с точностью до коллизии). По смыслу это похоже на хэш-сумму класса. Соответственно, при любом изменении класса значение изменится, и поддержка эволюции окажется бесполезной.

Всегда лучше явно указывать любое значение serialVersionUID, и изменять только в тех редких случаях, когда требуется сломать совместимость с предыдущими версиями. Стандартная утилита JDK serialver умеет «угадывать» авто-генерированное значение. Она используется чтобы зафиксировать значение для включения поддержки эволюции созданного ранее класса.

Явное значение устанавливается в переменную static final long serialVersionUID.

#Сериализация

Какими методами настраивается сериализация?

Интерфейс Serializable пуст, но есть ряд методов, добавив которые в сериализуемый класс можно добиться изменения этапов процесса сериализации и десериализации.

readObjectNoData() используется для инициализации класса-родителя, который при сериализации оригинального объекта еще не был родителем. Подробное объяснение.

readObject(ObjectInputStream s) переопределяет стандартную десериализацию.

Методы readObject* похожи на конструктор. Как и конструктор, они подвержены проблеме виртуального вызова. Как и конструктор, они используются для поддержания инвариантов класса (только для случая десериализации).

writeObject(ObjectOutputStream s) используется для записи собственной сериализационной формы.

Object readResolve() может использоваться для реализации какого-либо порождающего паттерна при десериализации. Даже при его использовании объект сначала будет десериализован, поэтому рекомендуется вместе с этим методом помечать все поля transient. Видимость этого метода для наследника определяет, будет ли наследник вызывать его.

Для подмены объекта при записи добавляется симметричный метод Object writeReplace().

Интерфейс Externalizable дает инструмент полной подмены реализации сериализации. Рассмотрим его в следующих постах.

#Сериализация

Одна из многих причина нежелания идти учиться на курсы по разработке — отсутствие гарантий, что деньги за курс не будут выброшены на ветер.

В Kata Academy эти гарантии предоставляют.

В договоре с Kata четко прописано, что вам не нужно платить за обучение до тех пор, пока вы не устроитесь на работу в IT. То есть во время обучения вы ничего не платите.

Также в договоре указывается, что Kata гарантирует минимальную зарплату от 100 тысяч рублей в месяц.

Если вы вдруг не смогли устроиться на работу, то за обучение платить не нужно. Связано это с тем, что цель Kata — ваше трудоустройство разработчиком, а если вам не удалось, значит на курсе вас не смогли подготовить должным образом.

Записывайтесь на курс и получайте тестовое задание: https://clck.ru/hN2AE

Если не уверены в своих силах — не переживайте, Kata дадут неплохой FAQ, который поможет с выполнением тестового!

Как сериализация работает с наследованием?

Когда Serializable класс имеет цепочку родителей, пока эти родители тоже Serializable, десериализация объекта идет от родителя к наследнику, в обход конструктора. Вместо него вызываются методы readObject (readObjectNoData). Но как только встречается первый предок, не реализующий интерфейс Serializable, инициализация для него возвращается в нормальное русло – вместо readObject вызывается конструктор без аргументов. Если такого конструктора нет, или он объявлен private, исполнение выбросит InvalidClassException.

При сериализации несериализуемые предки просто игнорируются.

Если класс несериализуемый и не предоставляет достаточного доступа к своему логическому состоянию для наследников, правильно реализовать его наследника сериализуемым может быть невозможно.

Популярный вопрос на тему – как когда сериализуешь объект класса-наследника, избежать сериализации его родительской части. Единственный способ добиться этого – кастомизировать сериализационную форму, определив собственную реализацию writeObject(), либо используя интерфейс Externalizable.

Открытость класса для наследования делает неприменимым паттерн serialization proxy (который рассмотрим позднее).

#Сериализация

Полезные потоки Java

В этой статье мы рассмотрим несколько полезных способов использования потоков Java для работы с различными данными.

https://theoneamin.medium.com/useful-java-streams-d48266effe59

👉 @BookJava

Подборка каналов для IT специалистов 🎯

Системное администрирование 📌
https://t.me/tipsysdmin Типичный Сисадмин (фото железа, было/стало)
https://t.me/sysadminof Книги для админов, полезные материалы
https://t.me/i_odmin Все для системного администратора
https://t.me/i_odmin_book Библиотека Системного Администратора
https://t.me/i_odmin_chat Чат системных администраторов
https://t.me/i_DevOps DevOps: Пишем о Docker, Kubernetes и др.

Программирование C++📌
https://t.me/cpp_lib Библиотека C/C++ разработчика

Вакансии 📌
https://t.me/sysadmin_rabota Системный Администратор
https://t.me/progjob Вакансии в IT

Чат программистов📌
https://t.me/developers_ru

Excel лайфхак📌
https://t.me/Excel_lifehack

GitHub Сообщество 📌
https://t.me/Githublib Интересное из GitHub

CodePen 📌
https://t.me/codepen_1 Сообщество пользователей CodePen

Базы данных (Data Base) 📌
https://t.me/database_info Все про базы данных

Программирование Python 📌
https://t.me/pythonofff Python академия. Учи Python быстро и легко🐍
https://t.me/BookPython Библиотека Python разработчика
https://t.me/python_real Python подборки на русском и английском

Мобильная разработка: iOS, Android 📌
https://t.me/developer_mobila Мобильная разработка

Фронтенд разработка 📌
https://t.me/frontend_1 Подборки для frontend разработчиков

Java разработка 📌
https://t.me/BookJava Библиотека Java разработчика

Разработка игр 📌
https://t.me/game_devv Все о разработке игр

Библиотеки 📌
https://t.me/book_for_dev Книги для программистов Rus
https://t.me/java_360 Книги по Java Rus
https://t.me/python_360 Книги по Python Rus
https://t.me/programmist_of Книги по программированию
https://t.me/proglb Библиотека программиста
https://t.me/bfbook Книги для программистов

БигДата, машинное обучение 📌
https://t.me/bigdata_1 Data Science, Big Data, Machine Learning, Deep Learning

Программирование 📌
https://t.me/bookflow Лекции, видеоуроки, доклады с IT конференций
https://t.me/coddy_academy Полезные советы по программированию

QA, тестирование 📌
https://t.me/testlab_qa Библиотека тестировщика

Шутки программистов 📌
https://t.me/itumor Шутки программистов

Защита, взлом, безопасность 📌
https://t.me/thehaking Канал о кибербезопасности

Книги, статьи для дизайнеров 📌
https://t.me/ux_web Статьи, книги для дизайнеров
https://t.me/arhitekturamira World Architecture

Английский 📌
https://t.me/UchuEnglish Английский с нуля

Математика 📌
https://t.me/Pomatematike Канал по математике

Арбитраж трафика 📌
https://t.me/partnerochkin CPA и арбитраж трафика

Крипта 📌
https://t.me/bitkoinoff Новости криптовалют

DeepFake 📌
https://t.me/deepfakenow Публикуем deepfake видео

Мир технологий 📌
https://t.me/mir_teh Видео из мира технологий

В чем разница между Serializable и Externalizable?

При записи Serializable класса весь контроль над сериализацией достается JVM. С помощью определения специальных методов можно кастомизировать его части. Метод readObject при этом обычно начинается с вызова стандартной части сериализации – ObjectInputStream.defaultReadObject().

Интерфейс Externalizable расширяет Serializable и добавляет методы записи и чтения writeExternal и readExternal. Входной и выходной потоки-аргументы в них представлены более абстрактно чем в специальных методах – интерфейсами ObjectInput и ObjectOutput.

Этот интерфейс позволяет реализовать полностью свой механизм сериализации, стандартно запишется только идентификатор класса. Никакой автоматической работы с классом-родителем также не предусмотрено. Методы readObject и writeObject игнорируются. Ключевое слово transient эффекта на Externalizable не имеет.

Externalizable объект в отличие от Serializable десерализуется не в обход конструктора, так что должен иметь конструктор без аргументов.

Подробнее читайте в соответствующем вопросе на stackoverflow.

#Сериализация

Каждому второму техническому специалисту в стартапе не хватает менеджерских навыков.

Как прокачать свои способности в области IT?

Присоединяйтесь к программе повышения квалификации для СТО от School of C!

За 3 месяца онлайн обучения вы:

— разберете несколько реальных кейсов вместе с основателями стартапов и получите персонализированный фидбек
— усовершенствуете свои лидерские и менеджерские навыки
— узнаете всю внутреннюю кухню стартапов и бизнесов: что нужно и когда нужно делать в различных ситуациях


Успейте подать заявку и получите доступ к стартап-экосистеме Starta VC!
➡️ПОДАТЬ ЗАЯВКУ⬅️

Что такое serialization proxy?

Serialization proxy (посредник сериализации) – это паттерн, который дает простой способ определить собственную сериализационную форму.

1. Внутри целевого класса объявляется вложенный класс-посредник;
2. В посреднике объявляются поля, описывающие логическую структуру объекта (собственно, сериализационную форму);
3. Добавляется конструктор посредника, принимающий экземпляр оригинального класса и инициализирующий все эти поля;
4. Оба класса помечаются интерфейсом Serializable;
5. В методе writeReplace оригинального класса инстанциируется и возвращается прокси от this;
6. Симметричные действия совершаются для чтения – в классе-посреднике реализуется метод readResolve;
7. В основном классе добавляется readObject, который выбрасывает исключение – это защитит от чтения без прокси.

Пример кода реализации.

#Сериализация

Как создать рандомную строку в java?

Как вариант используйте StringBuilder и цикл чтобы создать рандомную строку в Java, ниже пример кода как пример.

import java.security.SecureRandom;

public class Main {
public static void main(String args[]) {
// Символы строки
String alpha = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
// Длина строка
int len = 5;
StringBuilder sb = new StringBuilder(len);
SecureRandom rnd = new SecureRandom();

for (int i = 0; i < len; i++) {
sb.append(alpha.charAt(rnd.nextInt(alpha.length())));
}
// Вывод: 5ezs1
System.out.println(sb.toString());
}
}

#java

Подписывайтесь на канал 👉@coddy_academy

Назовите проблемы стандартной сериализации.

Стандартная сериализация Java при всей своей гибкости обладает рядом проблем.

Дефолтная сериализация фактически добавляет все приватные поля в экспортируемый интерфейс, и ограничивает будущую гибкость реализации. От этого спасает serialization proxy.

Десериализация работает как скрытый конструктор, мимо настоящего, который обеспечивает консистентность состояния. Не сработают даже инициализаторы: поле, определенное как int foo=42, после десериализации будет хранить значение 0.

Сериализация усложняет тестирование – между разными версиями класса должна соблюдаться семантическая совместимость. Эта проблема актуальна для любой реализации персистентного хранения объектов.

Неаккуратно определенная десериализация создает дыры в безопасности. Например, сериализация объекта со слишком глубоким графом объектов-полей может привести к StackOverflowError. Злоумышленник положит вашу систему, подставив такой искусственный объект. Для защиты от различных уязвимостей в Java 8 добавлен механизм сериализационного фильтрования.

Встроенная реализация сериализует все классы одинаково хорошо. Естественно, за универсальность нужно платить, и для каждого частного случая производительность не идеальна и может быть улучшена частной реализацией.

#Сериализация

Вам нужно обновить или купить новые компьютеры или их комплектующие для офиса?
Хотите, чтобы покупка была выгодной и удобной?
Сейчас в Ситилинк проходит акция «Идеальный ПК» специально для юридических лиц
До конца июня при заказе комплектующих на сайте Ситилинк вы получаете:
• 100% скидку на сборку заказанных машин
• до 3% бонусов на вашу клубную карту клиента

Переходи по ссылке ниже и соберите свой идеальный ПК https://clck.ru/pe3zN

Классические задачи Computer Science на языке Java
Копец Дэвид (2021)

Cтолкнулись с «неразрешимой» проблемой при разработке программного обеспечения? Скорее всего, кто-то уже справился с этой задачей, и вы можете не ломать голову. Дэвид Копец собрал наиболее полезные готовые решения, принципы и алгоритмы. «Классические задачи Computer Science на языке Java» — это мастер-класс по программированию, содержащий 55 практических примеров, затрагивающих самые актуальные темы: базовые алгоритмы, ограничения, искусственный интеллект и многое другое.

В этой книге:
- Рекурсия, мемоизация и битовые манипуляции.
- Поисковые, графовые и генетические алгоритмы.
- Проблемы ограничений.
- Кластеризация методом k-среднего, нейронные сети и состязательный поиск.

Скачать

👉 @java_360

Ты Java программист и устал серфить интернет в поисках вакансий? Тяжело найти ту самую работу, которая будет соответствовать и отвечать требованиям твоего уровня?

Java Job - канал, который поможет решить эти вопросы

На канале ты найдешь:
• свежие и актуальные вакансии, с достойными зарплатами и условиями труда
• стажировки, бесплатные курсы, работа для джунов, мидлов и сеньеров по всему миру
• примеры вопросов с собеседований, интересные задачи и обучающий материал для повышения скилла

Подписывайся на наш канал, цени свое время!

Чем анонимный внутренний класс отличается от лямбды?

Лямбда-выражение имеет более легковесный синтаксис. Не нужно явно указывать тип функционального интерфейса, который лямбда реализует – он автоматически выведется из контекста. Лямбда-выражения добавлены в язык в первую очередь как синтаксический сахар.

С другой стороны, у класса есть поля. Экземпляр анонимного класса сохраняет свое состояние между вызовами, и меняет его при необходимости. Для лямбды доступен лишь захват и effectively final использование внешних переменных.

Лямбдой реализуется только функциональный интерфейс. Функциональный интерфейс – это тип с единственным абстрактным методом. Анонимным классом же можно расширить любой расширяемый класс или реализовать интерфейс с любым количеством абстрактных методов.

Анонимный класс создает новый скоуп, лямбда работает в текущем. Это значит, что объявление переменной с именем, которое уже используется снаружи, в лямбде вызовет ошибку компиляции «variable is already defined», в анонимном классе скроет (shadowing) внешнюю переменную.

С точки зрения реализации JVM, для лямбды не создается дополнительного .class файла, как это происходит для анонимного класса. Соответственно, не происходит и обычной загрузки и верификации класса. Вместо этого используется механизм invokedynamic и класс генерируется на лету с помощью LambdaMetafactory. Так что лямбда-выражения обычно работают быстрее. Внутренности реализации подробно разобраны например в этой статье.

Сегодня паттерн Посетитель в Java уже не нужен – лучше использовать переключатели паттернов

В современном языке Java паттерн Посетитель (Visitor) уже не нужен. Он отлично компенсируется использованием запечатанных типов и переключателей, использующих сопоставление с шаблоном – в таком случае те же цели достигаются проще и меньшим объемом кода. Далее