The Java Blacksmith’s Handbook: Virtual Threads, GC Tuning, and Modern Java Engineering
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- Enter the forge where modern Java is tempered into clarity, correctness, and speed. This book equips expert developers with a cohesive, production-focused tour of today’s language—records and data-oriented design, sealed classes with exhaustive reasoning, and pattern matching for switch—paired with a candid treatment of advanced generics, functional style, and immutability. It shows how to craft safer APIs through Optional, contracts, and defensive patterns; leverage text blocks and string templates for expressive, secure DSLs; and anticipate the impact of upcoming value objects from Project Valhalla. Every technique is anchored by idioms and trade-offs that scale in large codebases. Beneath the anvil, the JVM reveals its mechanics: class loading, JPMS, and layered runtimes; bytecode, invokedynamic, method handles, and varhandles; tiered compilation, escape analysis, object layout, and safepoints. You will learn to measure before you optimize with JMH, JFR, and async-profiler, align code with CPU caches and branch prediction, and navigate GC strategies across G1, Shenandoah, ZGC, and generational ZGC. The book distills hard-won patterns for concurrency—virtual threads (Loom), structured concurrency, work stealing, and lock-free designs—then extends them to high-performance I/O and networking with NIO.2, zero-copy techniques, Netty internals, HTTP/2 and HTTP/3/QUIC, TLS 1.3, and robust backpressure. For compute-heavy and systems work, it demystifies the Foreign Function & Memory API and the Vector API for safe off-heap designs and data-parallel speedups. Beyond single services, you’ll refine data access at scale with disciplined JDBC tuning, connection pools, JPA/Hibernate practices, SQL-first jOOQ, R2DBC, caching, and pragmatic transactions and sagas. The distributed systems chapters deliver resilient APIs and event streaming with Kafka and Pulsar, production-grade observability via OpenTelemetry, and container/Kubernetes tuning for the JVM across Spring Boot 3, Quarkus, and Micronaut—plus serverless and native-image trade-offs. Security is treated as a first-class concern: JCA/JCE, TLS and mTLS, OAuth2/OIDC, serialization hardening, secrets management, and supply chain integrity. Rounding out the toolkit are rigorous testing and reliability practices with JUnit 5 extensions, property-based and fuzz testing, Testcontainers, contract and mutation testing, chaos engineering, and CI/CD health, alongside packaging and toolsmithing with JPMS, binary compatibility, jlink/jpackage, ByteBuddy agents, Project Panama, and REPL-driven workflows. The result is a comprehensive, field-tested guide for senior engineers and architects who need their Java to be not just modern—but forged to endure.
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