این دوره جامع، راهنمای شما در دنیای پیچیده و قدرتمند چندنخی (Multithreading)، هم‌روندی (Concurrency) و بهینه‌سازی عملکرد (Performance Optimization) در زبان برنامه‌نویسی جاوا است. این دوره به صورت کامل بر روی یک فلش مموری 32 گیگابایتی ارائه شده است تا شما بتوانید بدون نیاز به دانلود، به راحتی به محتوای آموزشی دسترسی داشته باشید.

در دنیای امروز، نرم‌افزارهای مدرن نیازمند توانایی انجام چندین کار به صورت همزمان هستند. چندنخی و هم‌روندی به شما این امکان را می‌دهند که برنامه‌های جاوا را به گونه‌ای طراحی کنید که از تمام ظرفیت پردازنده‌های چند هسته‌ای استفاده کنند و عملکردی بهینه داشته باشند. با گذراندن این دوره، شما می‌توانید:

• مهارت‌های کلیدی در طراحی و پیاده‌سازی برنامه‌های چندنخی و هم‌روند را کسب کنید.
• مشکلات رایج مانند شرایط مسابقه (Race Conditions)، بن‌بست (Deadlock) و گرسنگی (Starvation) را شناسایی و رفع کنید.
• عملکرد برنامه‌های جاوا را به طور چشمگیری بهبود بخشید.
• دانش خود را در زمینه‌ی بهینه‌سازی حافظه و منابع سیستم ارتقا دهید.
• آمادگی لازم برای ورود به بازار کار و توسعه‌ی نرم‌افزارهای پیچیده و مقیاس‌پذیر را به دست آورید.

این دوره شامل مجموعه‌ای جامع از مباحث تئوری و عملی است که به شما کمک می‌کند تا به یک متخصص در زمینه چندنخی و هم‌روندی در جاوا تبدیل شوید. برخی از مهم‌ترین موضوعاتی که در این دوره پوشش داده می‌شوند عبارتند از:

• مفاهیم پایه چندنخی: آشنایی با نخ‌ها (Threads)، فرآیندها (Processes) و مدل‌های هم‌روندی.
• ایجاد و مدیریت نخ‌ها: نحوه ایجاد، شروع، توقف و مدیریت چرخه‌ی حیات نخ‌ها.
• همگام‌سازی نخ‌ها: استفاده از قفل‌ها (Locks)، مانیتورها (Monitors) و متغیرهای اتمی (Atomic Variables) برای جلوگیری از شرایط مسابقه و تضمین صحت داده‌ها.
• مجموعه‌های هم‌روند (Concurrent Collections): استفاده از ساختارهای داده‌ای هم‌روند مانند ConcurrentHashMap و ConcurrentLinkedQueue برای بهبود عملکرد برنامه‌ها.
• اجراکننده‌ها (Executors): مدیریت استخر نخ‌ها (Thread Pools) و زمان‌بندی وظایف (Tasks) با استفاده از Executors.
• Fork/Join Framework: استفاده از این فریم‌ورک قدرتمند برای حل مسائل تقسیم و غلبه (Divide and Conquer) به صورت موازی.
• Java Memory Model (JMM): درک عمیق از نحوه‌ی تعامل نخ‌ها با حافظه و تضمین دیدپذیری (Visibility) تغییرات.
• ابزارهای پروفایلینگ (Profiling Tools): استفاده از ابزارهایی مانند VisualVM و JProfiler برای شناسایی گلوگاه‌های عملکرد و بهینه‌سازی کد.
• الگوهای طراحی هم‌روندی (Concurrency Design Patterns): آشنایی با الگوهای رایج مانند Producer-Consumer، Read-Write Lock و Actor Model.

برای بهره‌برداری کامل از این دوره، شما باید دانش اولیه‌ای از زبان برنامه‌نویسی جاوا داشته باشید. آشنایی با مفاهیم زیر توصیه می‌شود:

• آشنایی با سینتکس و مفاهیم پایه‌ای جاوا (متغیرها، حلقه‌ها، شرط‌ها، کلاس‌ها، اشیاء).
• درک مفاهیم شیءگرایی (Object-Oriented Programming) مانند وراثت، چندریختی و کپسوله‌سازی.
• آشنایی با Exception Handling و نحوه مدیریت خطاها.
• دانش ابتدایی در مورد Collections Framework (List, Set, Map).

این دوره به بخش‌های مختلفی تقسیم شده است که هر بخش به یک موضوع خاص در زمینه چندنخی و هم‌روندی می‌پردازد. در هر بخش، شما با مفاهیم تئوری، مثال‌های عملی و تمرین‌های کدنویسی روبرو خواهید شد.

• بخش اول: مقدمه‌ای بر چندنخی و هم‌روندی در جاوا
• بخش دوم: ایجاد و مدیریت نخ‌ها
• بخش سوم: همگام‌سازی نخ‌ها و جلوگیری از شرایط مسابقه
• بخش چهارم: مجموعه‌های هم‌روند
• بخش پنجم: Executors و Thread Pools
• بخش ششم: Fork/Join Framework
• بخش هفتم: Java Memory Model (JMM)
• بخش هشتم: ابزارهای پروفایلینگ و بهینه‌سازی عملکرد
• بخش نهم: الگوهای طراحی هم‌روندی
• بخش دهم: پروژه‌های عملی و نمونه‌های کاربردی

یکی از الگوهای رایج در برنامه‌نویسی هم‌روند، الگوی Producer-Consumer است. در این الگو، یک یا چند تولیدکننده (Producers) داده‌ها را تولید کرده و در یک بافر مشترک قرار می‌دهند. یک یا چند مصرف‌کننده (Consumers) نیز داده‌ها را از بافر دریافت کرده و پردازش می‌کنند. برای پیاده‌سازی این الگو در جاوا، می‌توان از BlockingQueue استفاده کرد.

BlockingQueue یک رابط (Interface) است که صف‌هایی را تعریف می‌کند که عملیات put (قرار دادن) و take (برداشتن) در آن‌ها می‌توانند تا زمانی که صف خالی یا پر شود، مسدود شوند. این ویژگی به ما کمک می‌کند تا به راحتی همگام‌سازی بین تولیدکننده‌ها و مصرف‌کننده‌ها را مدیریت کنیم.

به عنوان مثال، کد زیر یک پیاده‌سازی ساده از الگوی Producer-Consumer با استفاده از BlockingQueue را نشان می‌دهد:

            
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

class Producer implements Runnable {
    private BlockingQueue<Integer> queue;

    public Producer(BlockingQueue<Integer> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                queue.put(i);
                System.out.println("Produced: " + i);
                Thread.sleep((long) (Math.random() * 100)); // Simulate production time
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }
}

class Consumer implements Runnable {
    private BlockingQueue<Integer> queue;

    public Consumer(BlockingQueue<Integer> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                Integer value = queue.take();
                System.out.println("Consumed: " + value);
                Thread.sleep((long) (Math.random() * 100)); // Simulate consumption time
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

public class ProducerConsumerExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>(5); // Bounded queue

        Thread producerThread = new Thread(new Producer(queue));
        Thread consumerThread = new Thread(new Consumer(queue));

        producerThread.start();
        consumerThread.start();

        Thread.sleep(5000); // Let them run for 5 seconds
        producerThread.interrupt();
        consumerThread.interrupt();
    }
}
            
        

این مثال نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با استفاده از BlockingQueue، به راحتی همگام‌سازی بین نخ‌ها را مدیریت کرد و از شرایط مسابقه جلوگیری کرد.

دوره جامع چندنخی، هم‌روندی و بهینه‌سازی عملکرد جاوا، یک سرمایه‌گذاری ارزشمند برای توسعه‌دهندگانی است که می‌خواهند مهارت‌های خود را در این زمینه ارتقا دهند. با استفاده از این دوره، شما می‌توانید برنامه‌های جاوا را به گونه‌ای طراحی کنید که عملکرد بهینه داشته باشند و از تمام ظرفیت پردازنده‌های چند هسته‌ای استفاده کنند. این دوره بر روی یک فلش مموری 32 گیگابایتی ارائه شده است تا دسترسی آسان و بدون نیاز به دانلود را برای شما فراهم کند. همین امروز شروع کنید و به یک متخصص در زمینه چندنخی و هم‌روندی در جاوا تبدیل شوید!