Профессия «Java-разработчик»

Описание

Программа:

• Разнообразие программного обеспечения: от простых скриптов до сложных систем.
• Сферы применения Java: где и зачем используют этот язык.
• Знакомство с программным кодом: как он выглядит и из чего состоит.
• Настройка среды разработки для комфортной работы.
• Практика: исправляем ошибки в готовом приложении.
• Создание первого консольного приложения своими руками.

Синтаксис языка

• Базовые элементы кода и их назначение.
• Работа с переменными в Java: объявление и использование.
• Логический тип Boolean, операторы сравнения и условные конструкции.
• Организация циклов для автоматизации повторяющихся действий.
• Разбор и понимание сложного фрагмента кода.

Объекты и классы

• Основы ООП: что такое класс и объект.
• Методы, их параметры и возвращаемые значения.
• Статические методы и переменные: особенности применения.
• Константы и перечисления (Enum).
• Создание объектов и роль конструкторов.
• Принцип инкапсуляции: геттеры и сеттеры.
• Техники корректного копирования объектов.
• Использование внешних библиотек классов в проектах.
• Сборка проекта: создание исполняемых JAR-файлов.

Числа, строки, даты

• Объекты и примитивные типы данных: в чем разница.
• Области применения примитивов и объектов-оберток.
• Значения по умолчанию для различных типов.
• Процессы автоупаковки и распаковки (boxing/unboxing).
• Система числовых типов в Java.
• Базовые понятия: биты, байты и машинное представление данных.
• Особенности работы с целыми числами (int) и числами с плавающей точкой (double).
• Вопросы точности при использовании дробных чисел.
• Безопасное преобразование между разными числовыми типами.
• Взаимное преобразование строк и чисел.
• Набор арифметических и побитовых операций.
• Операции инкремента и декремента.
• Математические функции: использование класса Math.
• Символы и кодировки текста.
• Специальные символы и управляющие последовательности.
• Базовые и продвинутые методы класса String.
• Способы конкатенации и сборки строк.
• Правильное сравнение строк: ==, equals и compareTo.
• Основы регулярных выражений для поиска и валидации.
• Работа с датой, временем и календарем.

Массивы и коллекции

• Инициализация и заполнение массивов.
• Перебор элементов массива с помощью циклов.
• Особенности обхода массива в обратном порядке.
• Многомерные массивы и работа с ними.
• Динамические структуры: списки (List).
• Хранение уникальных элементов в наборах (Set).
• Ассоциативные массивы: HashMap и TreeMap.
• Алгоритмы поиска и сортировки данных в коллекциях.

Наследование и полиморфизм

• Механизм наследования классов в Java.
• Управление доступом к методам и переменным родительского класса.
• Создание и применение абстрактных классов.
• Определение и реализация интерфейсов.
• Полиморфизм и его преимущества в дизайне кода.
• Интерфейс Comparable для естественной сортировки объектов.
• Гибкая сортировка с использованием интерфейса Comparator.
• Лямбда-выражения и краткие формы реализации интерфейсов.
• Интерфейсы для работы с Map и Set.

Особенности ООП в Java

• Лямбда-выражения для лаконичного кода.
• Ссылки на методы как альтернатива лямбдам.
• Итерация по коллекциям с помощью метода forEach.
• Способы создания потоков данных (Stream).
• Операции над потоками: сортировка, поиск максимума и минимума.
• Преобразование и агрегация данных: map и reduce.
• Static- и default-методы в интерфейсах: новые возможности.
• Обобщенное программирование (Generics) для типобезопасности.
• Система сборки проектов Maven: основы.
• Работа с удаленными репозиториями Maven.
• Использование аннотаций и библиотеки Lombok для сокращения кода.

Исключения, отладка, тестирование и логирование

• Причины возникновения и обработка исключительных ситуаций.
• Конструкция try-catch-finally для отлова исключений.
• Иерархия исключений: проверяемые и непроверяемые.
• Отладка приложений с помощью современных инструментов.
• Обзор видов тестирования программного обеспечения.
• Модульное тестирование (Unit Testing) с JUnit.
• Вывод отладочной информации в консоль.
• Настройка продвинутого логирования с использованием log4j2.

Работа с файлами и сетью

• Класс File для управления файловой системой.
• Чтение файлов через FileInputStream.
• Буферизованное чтение с помощью BufferedReader.
• Современный способ чтения файлов: утилитный класс Files.
• Различные методы записи данных в файл.
• Обработка табличных данных (CSV).
• Структура XML и HTML-документов.
• Парсинг HTML с использованием внешних библиотек.
• Формат обмена данными JSON и его парсинг.
• Работа с конфигурационными файлами (properties, yaml).

Работа с MySQL в Java

• Установка и базовая настройка СУБД MySQL.
• Подключение к базе данных через JDBC драйвер.
• Выполнение запросов INSERT, UPDATE, DELETE.
• Знакомство с Hibernate: подключение и конфигурация.
• Манипуляции с данными через Hibernate (CRUD).
• Организация связей OneToMany и ManyToOne.
• Реализация сложной связи ManyToMany.
• Построение запросов с помощью Hibernate Criteria API.
• Ленивая (Lazy) и жадная (Eager) загрузка данных.
• Использование условий WHERE и сортировки OrderBy.
• Язык запросов HQL (Hibernate Query Language).

Многопоточность

• Цели и преимущества многопоточного программирования.
• Создание потоков через наследование от класса Thread.
• Альтернативный способ: реализация интерфейса Runnable.
• Состояние гонки (race condition) и критические секции.
• Использование атомарных переменных для потокобезопасности.
• Ключевое слово Volatile и его семантика.
• Синхронизация с помощью synchronized-методов.
• Тонкая настройка синхронизации через synchronized-блоки.
• Координация потоков: методы wait(), notify(), notifyAll().
• Готовые потокобезопасные коллекции из java.util.concurrent.
• Проблема взаимной блокировки (Deadlock) и ее предотвращение.
• Интерфейс Callable для потоков, возвращающих результат.
• Фреймворк Executors для управления пулами потоков.
• Корректное завершение работы ExecutorService (shutdown).
• Настройка пула потоков с помощью ThreadPoolExecutor.
• Планирование задач с SheduledExecutorService.
• Механизмы приостановки и прерывания потоков.
• Распараллеливание задач с ForkJoinPool и RecursiveTask.

Разработка веб-приложений

• Инициализация проекта на Maven с веб-зависимостями.
• Быстрый старт с фреймворком Spring Boot.
• Создание первого REST-контроллера.
• Архитектурный паттерн Model-View-Controller (MVC).
• Принципы RESTful API и операции CRUD.
• Разработка полноценного контроллера для веб-сервиса.
• Структура HTTP-запроса и ответа, статусные коды.
• Интеграция с базой данных: создание JPA-сущностей.
• Работа с репозиториями (Spring Data JPA) для сохранения данных.
• Извлечение данных из БД с помощью репозиториев.
• Обновление и удаление записей через JPA.
• Генерация представлений (View) с использованием шаблонизаторов.
• Управление настройками приложения через конфигурационные файлы.
• Сборка и упаковка финального приложения в JAR.

Нереляционные базы данных и очереди

• Введение в мир NoSQL: ключевые концепции.
• Основы Redis: простейшие команды и структуры данных.
• Работа со сложными структурами в Redis (хеши, списки, множества).
• Сравнительный анализ Redis и классических реляционных СУБД.
• Базовые операции в документоориентированной MongoDB.
• Агрегация и анализ данных в MongoDB с помощью пайплайнов.

Производительность и оптимизация

• Факторы, влияющие на производительность приложения.
• Опасность преждевременной оптимизации.
• Выявление узких мест (bottlenecks) для оптимизации.
• Сравнение производительности разных способов конкатенации строк.
• Применение буферизации для ускорения ввода-вывода.
• Два основных принципа оптимизации по времени выполнения.
• Какие типы памяти стоит экономить в Java.
• Когда экономия памяти не является приоритетом.
• Влияние выбора структур данных на потребление памяти.
• Оптимизация количества запросов к базе данных.
• Использование пакетных операций (multi-insert).
• Диагностика и предотвращение утечек памяти (memory leaks).
• Правильная индексация и оптимизация SQL-запросов.
• Стратегии кэширования запросов и результатов.
• Выбор оптимального способа хранения данных.

Распределённые хранилища и вычисления

• Введение в концепцию больших данных (Big Data).
• Распределенная файловая система Hadoop HDFS.
• Практические операции с файлами в HDFS.
• Парадигма распределенных вычислений MapReduce.
• Обзор высокопроизводительного фреймворка Apache Spark.
• Процесс установки и настройки Spark-окружения.
• Разработка и запуск собственного Spark-приложения.
• Обработка текстовых данных в кластере Spark.
• Менеджер ресурсов кластера Apache YARN.

Заключительный модуль

• Разработка Desktop-приложений: создание графического интерфейса.
• Desktop-приложения: обработка событий и действий пользователя.
• Кастомизация внешнего вида Desktop-приложений.
• Основы создания мобильных приложений под Android.
• Знакомство с языком Scala: синтаксис и особенности.
• Современный язык Kotlin для JVM: преимущества и базовый синтаксис.
• Введение в реактивное программирование с библиотекой RxJava.

Бонус-модуль. Паттерны проектирования

• Паттерны проектирования: зачем они нужны и как ими пользоваться.
• Паттерн Singleton (Одиночка) для создания единственного экземпляра.
• Паттерн Factory (Фабрика) для инкапсуляции создания объектов.
• Паттерн Abstract Factory (Абстрактная фабрика) для семейств объектов.
• Паттерн Decorator (Декоратор) для динамического добавления функциональности.
• Паттерн Adapter (Адаптер) для обеспечения совместной работы несовместимых интерфейсов.
• Паттерн Bridge (Мост) для разделения абстракции и реализации.
• Паттерн Strategy (Стратегия) для определения семейства алгоритмов.
• Паттерн Observer (Наблюдатель) для реализации механизма подписки.
• Паттерн Iterator (Итератор) для последовательного доступа к элементам коллекции.
• Краткий обзор других популярных паттернов (Factory Method, Proxy, etc.).

Бонус-модуль. Введение в алгоритмы

• Что такое алгоритмы и зачем их изучать программисту.
• Роль алгоритмов в решении практических задач.
• Принцип рекурсии и рекурсивные алгоритмы.
• Оценка эффективности: временная сложность алгоритмов (Big O).
• Эффективный алгоритм поиска в отсортированном массиве: бинарный поиск.
• Простой, но неэффективный алгоритм сортировки пузырьком (Bubble Sort).
• Быстрая сортировка (QuickSort): принцип "разделяй и властвуй".
• Сортировка слиянием (MergeSort): стабильность и гарантированная сложность.
• Алгоритм поиска подстроки Рабина-Карпа с использованием хеширования.
• Эффективный алгоритм поиска подстроки Кнута-Морриса-Пратта (KMP).
• Один из самых быстрых алгоритмов поиска подстроки Бойера-Мура.

Бонус-модуль. Введение в структуры данных

• Структуры данных: основа эффективных программ.
• Важность выбора правильной структуры данных для задачи.
• Хэш-таблицы: быстрый поиск по ключу.
• Очередь (FIFO) и стек (LIFO) - простейшие линейные структуры.
• Односвязные и двусвязные списки.
• Бинарные деревья поиска: организация и обход.
• Суффиксные деревья для эффективной работы со строками.
• Основы теории графов и их представление в программе.

Бонус-модуль. Протокол HTTP

• Основы протокола HTTP: структура запроса и ответа.
• Методы GET и POST: назначение и различия.
• Другие методы HTTP: PUT, DELETE, PATCH, HEAD, OPTIONS.
• Статус-коды HTTP-ответов (2xx, 3xx, 4xx, 5xx) и их значение.
• Система адресации URL/URI в вебе.
• Важные HTTP-заголовки для клиента и сервера.
• Эволюция протокола: от HTTP/1.1 до HTTP/2 и HTTPS.

Для кого этот курс:

• Начинающие программисты

Даже если у вас уже есть первоначальный опыт и вы применяете его в своих задачах, курс углубит ваше понимание Java. Вы научитесь грамотно структурировать код, следовать синтаксическим правилам и создавать проекты с качественной архитектурой.

• Полные новички в IT

Если вас манят современные технологии и перспективы IT-сферы, этот курс - ваш старт. Вы освоите написание кода, убедитесь, что для программирования не требуется быть гением математики, разовьете логическое мышление и получите навык работы с одним из самых востребованных языков.