Formation Programmation Multithread en Java: Optimisez vos Applications

Programme de la formation
Programmation Multithread en Java: Optimisez vos Applications

• Introduction au multithreading Java & concepts fondamentaux

  - Définition et avantages du multithreading
  - Processus vs Threads : différences et interactions
  - Cycle de vie d'un thread Java
  - Cas d'usage et pourquoi le multithreading est essentiel
  - Premiers pas : Création et exécution d'un thread simple

• Création et gestion de threads en Java

  - Implémenter Runnable vs Hériter Thread
  - Démarrer, exécuter et arrêter des threads (démarrage propre)
  - Méthodes `sleep()`, `join()`, `yield()`
  - États d'un thread Java (NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED)
  - Priorités des threads et bonnes pratiques

• Problèmes de concurrence et risques du multithreading

  - Introduction aux problèmes de concurrence
  - Race conditions et comment les identifier
  - Atomicity, Visibility et Ordering
  - Memory Model (JMM) : principes fondamentaux
  - Volatile Keyword : Utilisation et limites

• Synchronisation des accès aux ressources partagées (Synchronized)

  - Le mot-clé `synchronized` : méthodes et blocs
  - Moniteurs et verrous intrinsèques
  - Exclusion mutuelle simple
  - Comprendre la portée du verrou
  - Deadlocks : Causes, détection et prévention

• Communication entre threads (wait(), notify(), notifyAll())

  - Méthodes `wait()`, `notify()`, `notifyAll()` sur objets
  - Le modèle Producteur-Consommateur (exemple simple)
  - Problèmes de spurious wakeup
  - Différences entre `notify()` et `notifyAll()`
  - Bonnes pratiques pour l'attente et la notification

• Les utilitaires de concurrence du package java.util.concurrent (partie 1)

  - Introduction aux collections concurrentes
  - `ConcurrentHashMap` vs `Collections.synchronizedMap`
  - `CopyOnWriteArrayList`, `ConcurrentLinkedQueue`
  - Avantages des collections concurrentes sur les collections synchronisées
  - Quand utiliser quelle collection concurrente

• Les utilitaires de concurrence du package java.util.concurrent (partie 2)

  - Verrous explicites : `ReentrantLock`
  - `Condition` pour une communication fine
  - `ReadWriteLock` pour des accès optimisés
  - Comparaison `synchronized` vs `ReentrantLock`
  - Utilisation de `tryLock` et gestion des interruptions

• Exécuteurs de threads (Executors) et Thread Pools

  - Introduction aux services d'exécuteurs de threads
  - `ExecutorService` et ses implémentations (`FixedThreadPool`, `CachedThreadPool`, `SingleThreadExecutor`)
  - Soumettre des tâches : `execute()` et `submit()`
  - Arrêter proprement un `ExecutorService`
  - Configuration et dimensionnement des pools de threads

• Tâches asynchrones et résultats (Future, Callable)

  - `Callable` pour des tâches avec résultats
  - `Future` pour récupérer les résultats asynchrones
  - Gestion des exceptions avec `Future`
  - `FutureTask` pour encapsuler `Callable`
  - Utilisation de `invokeAll()` et `invokeAny()`

• Programmation réactive avec CompletableFuture

  - Introduction à `CompletableFuture`
  - Chaînage d'opérations asynchrones (`thenApply`, `thenCompose`)
  - Combiner les résultats (`thenCombine`, `thenAcceptBoth`)
  - Gestion des erreurs et des timeouts
  - Utilisation des ForkJoinPools sous-jacents

• Outils de synchronisation avancés

  - `Semaphore` pour limiter l'accès concurrent
  - `CountDownLatch` pour attendre des événements multiples
  - `CyclicBarrier` pour synchroniser des threads en groupes
  - `Exchanger` pour échanger des objets entre deux threads
  - Stratégies de conception pour la synchronisation

• Architectures multithreadées et bonnes pratiques

  - Conception d'applications réactives et performantes
  - Debugging d'applications multithreadées
  - Profiling multithreading
  - Tests unitaires et d'intégration pour le code concurrent
  - Bonnes pratiques et pièges à éviter en multithreading Java