این دوره به گونه‌ای طراحی شده است که شما را از مفاهیم بنیادی برنامه‌نویسی چندنخی تا تکنیک‌های پیشرفته و حل مشکلات پیچیده همزمانی هدایت کند. پس از اتمام این دوره، شما قادر خواهید بود:

• مفاهیم پایه چندنخی، تفاوت بین فرایندها و نخ‌ها (Threads) و همچنین تمایز میان همزمانی (Concurrency) و موازی‌سازی (Parallelism) را به طور کامل درک کنید.
• با Java Concurrency API و کلاس‌های اصلی آن آشنا شوید و بتوانید از آن‌ها به شکل مؤثر استفاده کنید.
• مکانیزم‌های همگام‌سازی (Synchronization) در جاوا را به طور عمیق بیاموزید، از جمله استفاده از کلمه کلیدی synchronized، و انواع مختلف قفل‌ها (Locks) مانند ReentrantLock، ReadWriteLock، سمافورها (Semaphores)، CountDownLatch و CyclicBarrier.
• نحوه کار با فریم‌ورک Executorها را فرا بگیرید و چگونگی ایجاد و مدیریت استخرهای نخ (Thread Pools) برای بهینه‌سازی عملکرد و استفاده بهینه از منابع را درک کنید.
• با کالکشن‌های همزمان (Concurrent Collections) جاوا مانند ConcurrentHashMap، CopyOnWriteArrayList و BlockingQueue آشنا شوید و نحوه استفاده ایمن از آن‌ها در محیط‌های چندنخی را بیاموزید.
• مبانی عملیات اتمیک (Atomic Operations) و کلاس‌های مرتبط با آن مثل AtomicInteger و AtomicLong را درک کنید تا به‌روزرسانی‌های امن و بدون نیاز به قفل‌گذاری سنگین انجام دهید.
• به تسلط بر CompletableFuture و برنامه‌نویسی ناهمزمان (Asynchronous Programming) برسید تا بتوانید عملیات‌های طولانی‌مدت را بدون مسدود کردن نخ اصلی اجرا کنید.
• نحوه پیاده‌سازی فریم‌ورک Fork/Join برای موازی‌سازی مسائل محاسباتی بزرگ را بیاموزید و از آن برای بهبود چشمگیر عملکرد در الگوریتم‌های پیچیده استفاده کنید.
• با مشکلات رایج در برنامه‌نویسی همزمان مانند بن‌بست (Deadlock)، قفل‌نشدگی (Livelock) و گرسنگی (Starvation) آشنا شوید و راهکارهای عملی برای تشخیص و حل این مشکلات را فرا بگیرید.
• بهترین شیوه‌ها و الگوهای طراحی برای برنامه‌نویسی همزمان و همچنین نکات مربوط به بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های چندنخی را کسب کنید.

با شرکت در این دوره، شما نه تنها دانش تئوری عمیقی در زمینه برنامه‌نویسی چندنخی و موازی کسب خواهید کرد، بلکه مهارت‌های عملی لازم برای توسعه و دیباگ برنامه‌های پیچیده را نیز به دست خواهید آورد:

• افزایش کارایی برنامه: قادر خواهید بود برنامه‌هایی را توسعه دهید که از تمام قدرت پردازنده‌های چند هسته‌ای استفاده کنند و عملکرد بسیار بالاتری داشته باشند.
• برنامه‌های پاسخگو: با استفاده از تکنیک‌های ناهمزمان، تجربه کاربری بهتری را ارائه می‌دهید، زیرا رابط کاربری در حین انجام عملیات‌های سنگین مسدود نخواهد شد.
• مهارت‌های بازار کار: برنامه‌نویسی چندنخی یکی از مهارت‌های بسیار مهم و پرتقاضا در صنعت نرم‌افزار است. تسلط بر این مباحث، فرصت‌های شغلی شما را به شدت افزایش می‌دهد.
• درک عمیق از جاوا: فراتر از یک برنامه‌نویس عادی جاوا، به درک عمیق‌تری از نحوه کار جاوا در سطح سیستم و مدیریت منابع دست پیدا می‌کنید.
• حل مشکلات پیچیده: توانایی تحلیل، تشخیص و رفع مشکلات رایج در محیط‌های چندنخی مانند Deadlock و Race Condition را پیدا خواهید کرد.
• توسعه برنامه‌های مقیاس‌پذیر: طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌هایی را می‌آموزید که قابلیت مقیاس‌پذیری بالایی دارند و می‌توانند حجم کاری زیادی را تحمل کنند.

برای بهره‌برداری حداکثری از این دوره، توصیه می‌شود که پیش‌زمینه‌های زیر را داشته باشید:

• آشنایی کامل با مفاهیم اصلی جاوا: شامل اصول برنامه‌نویسی شی‌گرا (OOP)، ساختارهای کنترلی، کار با کالکشن‌ها (Collections)، و مدیریت خطاها (Exception Handling).
• تجربه کار با یک IDE جاوا: مانند IntelliJ IDEA، Eclipse، یا VS Code.
• درک مقدماتی از معماری کامپیوتر: آشنایی با مفاهیمی مانند CPU Cores، Memory و Cache می‌تواند در درک بهتر مباحث همزمانی مفید باشد.

این دوره فرض را بر این می‌گذارد که شما با سینتکس و مفاهیم پایه جاوا کاملاً آشنا هستید و تمرکز اصلی بر روی مباحث پیشرفته همزمانی خواهد بود.

این دوره به صورت ساختاریافته و قدم به قدم، شما را با تمام جنبه‌های برنامه‌نویسی چندنخی و موازی در جاوا آشنا می‌کند. سرفصل‌های اصلی به شرح زیر هستند:

• مقدمه و مبانی چندنخی:
  • مفهوم فرایند و نخ
  • چرخه حیات نخ‌ها (Thread Lifecycle)
  • تفاوت همزمانی و موازی‌سازی
  • ساخت و اجرای نخ‌ها در جاوا
• همگام‌سازی و قفل‌ها:
  • کلمه کلیدی synchronized (متدها و بلاک‌ها)
  • قفل‌های صریح (Explicit Locks): ReentrantLock، ReadWriteLock
  • استفاده از Condition برای ارتباط بین نخ‌ها
  • سمافورها (Semaphores): کنترل دسترسی به منابع با ظرفیت محدود
  • CountDownLatch و CyclicBarrier: همگام‌سازی نخ‌ها بر اساس تعداد یا تکرار
  • مثال عملی: پیاده‌سازی الگوی Producer-Consumer با استفاده از قفل‌ها و سمافورها.
• فریم‌ورک Executorها و استخرهای نخ:
  • معرفی Executor، ExecutorService، و ScheduledExecutorService
  • انواع استخرهای نخ: Fixed Thread Pool، Cached Thread Pool، Single Thread Executor
  • مدیریت وظایف (Callable و Future)
  • مثال: اجرای همزمان مجموعه‌ای از وظایف و جمع‌آوری نتایج.
• کالکشن‌های همزمان:
  • ConcurrentHashMap: یک Map امن برای محیط‌های چندنخی
  • CopyOnWriteArrayList و CopyOnWriteArraySet
  • صف‌های مسدودکننده (Blocking Queues): ArrayBlockingQueue، LinkedBlockingQueue، PriorityBlockingQueue، DelayQueue
  • مثال: ساخت یک سیستم صف‌بندی پیام امن برای محیط‌های همزمان.
• عملیات اتمیک و volatile:
  • اهمیت Visibility و Atomicity
  • کلمه کلیدی volatile
  • معرفی کلاس‌های AtomicInteger، AtomicLong، AtomicReference و غیره.
  • مثال: پیاده‌سازی یک شمارنده امن بدون نیاز به قفل‌های سنگین.
• برنامه‌نویسی ناهمزمان با CompletableFuture:
  • مفهوم Future و محدودیت‌های آن
  • قدرت و انعطاف‌پذیری CompletableFuture
  • ترکیب و زنجیره‌سازی عملیات‌های ناهمزمان (thenApply, thenAccept, thenCompose, allOf, anyOf)
  • مثال: فراخوانی چندین API به صورت ناهمزمان و ترکیب نتایج.
• فریم‌ورک Fork/Join:
  • مفهوم Divide and Conquer در موازی‌سازی
  • معرفی ForkJoinPool و RecursiveAction / RecursiveTask
  • مثال: موازی‌سازی الگوریتم‌های مرتب‌سازی یا پردازش آرایه‌های بزرگ.
• مشکلات رایج و الگوهای طراحی:
  • تشخیص و حل بن‌بست (Deadlock)
  • مفهوم قفل‌نشدگی (Livelock) و گرسنگی (Starvation)
  • الگوهای طراحی متداول در برنامه‌نویسی همزمان (Thread-Local، Immutable Objects)
  • نکات بهینه‌سازی عملکرد و ابزارهای پروفایلینگ برای برنامه‌های چندنخی.

این دوره مملو از مثال‌های عملی و پروژه‌های کوچک است که به شما کمک می‌کند مفاهیم را به طور کامل درک کرده و بلافاصله آن‌ها را در پروژه‌های خود به کار بگیرید. پس از اتمام این دوره، شما آمادگی لازم برای توسعه سیستم‌های پیچیده، قدرتمند و مقیاس‌پذیر در محیط جاوا را خواهید داشت.