دوره استاد شوید در برنامه‌نویسی همزمان جاوا: ساخت اپلیکیشن‌های مقیاس‌پذیر و ایمن از نظر نخ همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب استاد شوید در برنامه‌نویسی همزمان جاوا: ساخت اپلیکیشن‌های مقیاس‌پذیر و ایمن از نظر نخ

موضوع کلی: برنامه‌نویسی همزمان و موازی

موضوع میانی: اصول و الگوهای همزمانی در جاوا

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر همزمانی: چرا و چگونه؟
• 2. تفاوت همزمانی (Concurrency) و موازی‌کاری (Parallelism)
• 3. فرآیندها و نخ‌ها (Threads) در جاوا
• 4. ایجاد و مدیریت نخ‌ها: کلاس Thread و رابط Runnable
• 5. چرخه حیات یک نخ: New, Runnable, Blocked, Waiting, Timed_Waiting, Terminated
• 6. خطرات همزمانی: آشنایی با ایمنی نخ (Thread Safety)
• 7. مفهوم رقابت (Race Condition) و مثال‌های عملی
• 8. اتمیسیته (Atomicity): عملیات تجزیه‌ناپذیر
• 9. مشکلات رویت‌پذیری (Visibility) در حافظه مشترک
• 10. مشکلات ترتیب‌دهی مجدد (Reordering) توسط کامپایلر و CPU
• 11. قفل‌گذاری ذاتی (Intrinsic Locking): کلمه کلیدی synchronized
• 12. استفاده از synchronized روی متدها
• 13. استفاده از بلاک‌های synchronized و انتخاب مانیتور قفل
• 14. مفهوم Reentrancy در قفل‌های ذاتی جاوا
• 15. کلمه کلیدی volatile و تضمین رویت‌پذیری
• 16. رابطه happens-before و نقش volatile
• 17. ارتباط volatile با اتمیسیته: چه چیزی را تضمین نمی‌کند؟
• 18. استراتژی‌های ایمنی نخ: محصورسازی، تغییرناپذیری و محبوس‌سازی
• 19. طراحی کلاس‌های تغییرناپذیر (Immutable Objects)
• 20. نقش کلیدی کلمه final در ساخت آبجکت‌های تغییرناپذیر
• 21. محبوس‌سازی نخ (Thread Confinement)
• 22. استفاده از Ad-hoc confinement و Stack confinement
• 23. کلاس ThreadLocal برای محبوس‌سازی نخ
• 24. انتشار و اشتراک‌گذاری ایمن آبجکت‌ها
• 25. اشتراک‌گذاری آبجکت‌های تغییرپذیر: راهکارهای ایمن
• 26. تفویض ایمنی نخ (Delegating Thread Safety)
• 27. ترکیب آبجکت‌های ایمن از نظر نخ
• 28. مستندسازی سیاست‌های همزمانی
• 29. کالکشن‌های همزمان: Vector و Hashtable و مشکلات آن‌ها
• 30. کالکشن‌های همزمان: استفاده از ‌های synchronized
• 31. معرفی پکیج java.util.concurrent
• 32. رابط ConcurrentMap و پیاده‌سازی ConcurrentHashMap
• 33. عملکرد و ساختار داخلی ConcurrentHashMap
• 34. کلاس CopyOnWriteArrayList و موارد استفاده آن
• 35. کلاس CopyOnWriteArraySet
• 36. صف‌های مسدودکننده (Blocking Queues) و الگوی تولیدکننده-مصرف‌کننده
• 37. انواع BlockingQueue: ArrayBlockingQueue و LinkedBlockingQueue
• 38. صف‌های اولویت‌دار و تاخیردار: PriorityBlockingQueue و DelayQueue
• 39. استفاده از Deque و BlockingDeque
• 40. چرا از نخ‌ها به صورت مستقیم استفاده نکنیم؟
• 41. معرفی چارچوب Executor
• 42. رابط Executor و ExecutorService
• 43. کارخانه Executors: ساخت انواع استخر نخ (Thread Pool)
• 44. چرخه حیات یک ExecutorService: Running, Shutting down, Terminated
• 45. الگوهای خاموش کردن ایمن استخر نخ‌ها
• 46. رابط‌های Callable و Future: دریافت نتایج از وظایف
• 47. مدیریت استثناها در وظایف اجرا شده توسط Executor
• 48. مفهوم و کاربرد Future.get() و مدیریت Timeout
• 49. کلاس FutureTask
• 50. مفهوم CompletionService: مدیریت نتایج وظایف نامتقارن
• 51. پیکربندی ThreadPoolExecutor: corePoolSize, maximumPoolSize
• 52. پیکربندی ThreadPoolExecutor: keepAliveTime, workQueue
• 53. سیاست‌های اشباع (Saturation Policies) در ThreadPoolExecutor
• 54. کلاس ScheduledExecutorService برای زمان‌بندی وظایف
• 55. همزمانی در برنامه‌های گرافیکی (Swing و JavaFX)
• 56. نخ توزیع رویداد (Event Dispatch Thread)
• 57. مفهوم بن‌بست (Deadlock)
• 58. شرایط لازم برای وقوع بن‌بست
• 59. شناسایی و جلوگیری از بن‌بست
• 60. بن‌بست قفل پویا (Dynamic lock order deadlock)
• 61. راهکارهایی برای اجتناب از بن‌بست
• 62. قفل گرسنه (Livelock) و گرسنگی (Starvation)
• 63. هماهنگی بین نخ‌ها: wait, notify, و notifyAll
• 64. مشکلات رایج در استفاده از wait/notify: Spurious Wakeups
• 65. ابزارهای هماهنگ‌ساز (Synchronizers): Latches
• 66. استفاده از CountDownLatch برای هماهنگی شروع و پایان
• 67. ابزارهای هماهنگ‌ساز (Synchronizers): Barriers
• 68. استفاده از CyclicBarrier برای همگام‌سازی گروهی از نخ‌ها
• 69. ابزارهای هماهنگ‌ساز (Synchronizers): Semaphores
• 70. کنترل دسترسی به منابع با Semaphore
• 71. ابزارهای هماهنگ‌ساز (Synchronizers): Exchanger
• 72. لغو و توقف وظایف
• 73. مدیریت وقفه‌ها (Interruption) و InterruptedException
• 74. پیاده‌سازی وظایف قابل لغو
• 75. الگوهای خاموش کردن سرویس‌ها و وظایف
• 76. مدل حافظه جاوا (Java Memory Model - JMM)
• 77. رابطه "قبل-رخ‌دادن" (Happens-Before Relationship)
• 78. انتشار ایمن (Safe Publication) و الگوهای آن
• 79. الگوی Double-Checked Locking و مشکلات آن
• 80. قفل‌های صریح: رابط Lock
• 81. کلاس ReentrantLock و قابلیت‌های پیشرفته آن
• 82. قفل‌های منصفانه و ناعادلانه (Fair vs. Unfair Locks)
• 83. استفاده از Condition برای هماهنگی پیشرفته
• 84. مقایسه Condition با wait/notify
• 85. قفل‌های خواندن-نوشتن: ReadWriteLock و ReentrantReadWriteLock
• 86. کلاس StampedLock و قفل‌گذاری خوشبینانه
• 87. کلاس‌های اتمیک: پکیج java.util.concurrent.atomic
• 88. عملیات مقایسه و تعویض (Compare-And-Swap - CAS)
• 89. الگوریتم‌های غیرمسدودکننده (Non-blocking Algorithms)
• 90. پیاده‌سازی یک شمارنده غیرمسدودکننده
• 91. اندازه‌گیری و تنظیم عملکرد همزمانی
• 92. قانون آمدال (Amdahl's Law) و تاثیر آن بر مقیاس‌پذیری
• 93. کاهش رقابت بر سر قفل (Lock Contention)
• 94. تکنیک‌های کاهش رقابت: Lock Splitting و Lock Striping
• 95. تست واحدهای همزمان
• 96. تست ایمنی (Safety) و زنده بودن (Liveness)
• 97. ابزارهای تست: استرس تست و تحلیل پروفایل
• 98. چارچوب Fork/Join
• 99. کلاس‌های RecursiveTask و RecursiveAction
• 100. استریم‌های موازی (Parallel Streams)