本项目是三个关联学习工程中的基础理论层，专注 Java 语言核心机制与计算机基础理论。不是真实的生产项目，是学习与实验载体。
目标是把「知其然」变成「知其所以然」——在学 Spring、分布式、大数据之前，先把 Java 语言本身、JVM 原理、IO 体系、并发深度，以及操作系统、计算机网络、计算机原理、编译原理等底层基础打牢。没有这层地基，工程实践中遇到问题只能靠搜索和猜测，而不是真正理解。
核心学习方向（14 大板块）：
Java 语言核心 · Java 并发深度 · JVM 原理 · IO / NIO 体系 · 算法与数据结构 · 设计模式 · 计算机基础理论 · 优秀源码研读 · 信息安全基础 · 软件工程基础 · 数学基础 · 性能工程 · 调试与问题排查 · 前沿技术趋势
⚠️ 关联项目分工说明本人维护三个相互补充、各有侧重的学习仓库，共同构成完整的知识体系：
项目 定位 核心聚焦 本项目（ java_study）🔵 基础理论 Java 语言核心、并发深度、JVM 原理、IO/NIO 体系、数据结构与算法、设计模式、计算机基础理论、信息安全基础、软件工程基础、性能工程、调试排查、前沿技术趋势——打地基 java_fullstack_ai_agent_study🟠 工程实践 Spring 生态、分布式架构、大数据、存储中间件、风控爬虫、数据分析、多语言、AI/Agent 应用开发（Spring AI / LangChain4j / LangGraph / AutoGen / 上下文工程落地 / Agent 编排）、测试工程——做系统 ai_coding_harness_engineering_study🟣 AI 工程提效 AI 编程方法论、AI 工具工程化（MCP/Skill/Hooks）、Harness 理论（Eval/LLM-as-Judge）、AI Coding 工具链（Claude Code / Cursor / Codex）、大模型理论了解——用 AI 提效
🔵 本项目与
java_fullstack_ai_agent_study的边界原则
知识点 本项目（原理地基） java_fullstack_ai_agent_study（工程应用）JDK 动态代理 / CGLIB 字节码增强原理 ✅ — Spring AOP 框架使用 / 源码 / 生产场景 — ✅ java.nio原生 API（Buffer / Channel / Selector）✅ — Netty 框架实战（自定义协议 / 长连接 / 编解码器） — ✅ Kafka 网络层（NIO 印证）/ 存储层（mmap 印证） ✅ — Kafka 业务特性（幂等 / 事务 / 消息积压 / Spring 集成） — ✅ RocketMQ CommitLog（mmap 印证）/ Netty 通信层（印证） ✅ — RocketMQ 事务消息 / 延迟消息（业务特性） — ✅ gRPC HTTP/2 帧结构 / Protobuf 二进制协议原理 ✅ — gRPC 服务治理（拦截器 / 负载均衡 / 微服务集成） — ✅
💡 如何使用这张地图：先看「学习路线总览」确认当前位置和下一步，再进入对应章节看详细要点，最后在「学习进度」表里打卡。
优先级说明：🔴 核心必学 ｜ 🟠 重要补充 ｜ 🟡 按需拓展 ｜ 🔵 了解即可
| # | 板块 | 优先级 | 前置依赖 | 学习目标 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 🏗️ Java 语言核心 | 🔴 核心 | 无 | 吃透类型系统、泛型、反射、异常、资源管理等语言机制，是所有后续学习的语言基础 |
| 2 | ⚡ Java 并发深度 | 🔴 核心 | Java 语言核心 | 从 volatile/JMM 到 AQS/CAS，理解 Java 并发工具的底层实现，而非仅会用 API |
| 3 | ☕ JVM 原理 | 🔴 核心 | Java 语言核心 | 理解类加载、对象内存布局、GC 算法与调优、JIT 编译，是排查线上问题的根本 |
| 4 | 🔌 IO / NIO 体系 | 🔴 核心 | Java 语言核心 + 操作系统基础 | 彻底理解 BIO→NIO→零拷贝→Netty 设计原理，是 Java 后端性能优化的核心竞争力 |
| 5 | 🧮 算法与数据结构 | 🔴 核心 | Java 语言核心 | 掌握核心数据结构与算法，为集合框架源码阅读、系统设计与面试打基础 |
| 6 | 🎨 设计模式 | 🟠 重要 | Java 语言核心 + 并发 | 掌握 23 种 GoF 模式 + 架构设计原则（SOLID / DRY / KISS），理解其在 JDK 和 Spring 中的真实应用 |
| 7 | 🖥️ 计算机基础理论 | 🟠 重要 | 无，可穿插学习 | 操作系统 / 计算机网络 / 计算机原理 / 编译原理四大基础，是理解 Java 和分布式系统的根因 |
| 8 | 🔬 优秀源码研读 | 🟡 进阶 | 上述 1~7 板块综合 | 以「印证底层原理」为目标阅读 JDK / Kafka / RocketMQ / RPC 源码，从顶级工程师代码中建立工业级审美 |
| 9 | 🔐 信息安全基础 | 🟠 重要 | 计算机网络 + 数学基础 | 掌握密码学原理、常见攻防模型、Java 安全 API，理解 HTTPS/JWT/OAuth 背后的数学支撑 |
| 10 | 🏛️ 软件工程基础 | 🟠 重要 | Java 语言核心 | 掌握 SOLID/DRY/KISS 原则、测试理论（TDD/BDD）、代码质量工程化，形成工程素养 |
| 11 | 📐 数学基础 | 🟡 按需 | 无 | 离散数学（图论/逻辑）、概率统计、线性代数基础，支撑算法、密码学、AI 等方向 |
| 12 | 🚀 性能工程 | 🟡 进阶 | JVM + IO + 并发 + 算法 | 系统性能分析方法论、基准测试（JMH）、性能剖析工具链，做到「有数据的优化」 |
| 13 | 🐛 调试与问题排查 | 🟠 重要 | JVM + 并发 + IO | 掌握 JVM 诊断工具链（jstack/jmap/Arthas）、线上故障定位方法论，是生产必备硬技能 |
| 14 | 🔭 前沿技术趋势 | 🔵 了解 | 上述 1~13 综合 | 追踪 Java 生态最新演进（Loom/Panama/Valhalla）、云原生基础、WebAssembly、Rust 设计思想对 Java 的影响 |
📌 推荐学习主线：
1 Java 语言核心→3 JVM 原理→2 Java 并发深度→4 IO/NIO 体系→5 算法与数据结构→6 设计模式 & 软件工程基础→7 计算机基础理论（穿插）→9 信息安全基础→12 性能工程→13 调试排查→8 源码研读→14 前沿趋势
这是一切的起点——把 Java 语言机制本身吃透，后面学框架才不会「知其然不知其所以然」。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 类型系统 | 基本类型 vs 包装类 / 自动装箱拆箱 / 类型转换 / 浮点精度陷阱 / 数值溢出 |
| 泛型 | 泛型类 / 泛型方法 / 类型擦除机制 / 通配符（? extends / ? super）/ 泛型与数组 / 桥接方法 |
| 内部类 | 成员内部类 / 静态内部类 / 匿名内部类 / 局部内部类 / 与外部类的关系 |
| 面向对象深度 | equals & hashCode 契约 / Comparable vs Comparator / 多态与方法分派 / 虚方法表 / 动态绑定 / 接口默认方法冲突解决 |
| 反射与元数据 | Class 对象 / 反射获取方法与字段 / 注解处理（APT）/ MethodHandle / VarHandle |
| 动态代理与字节码增强 | JDK 动态代理原理（InvocationHandler）/ CGLIB 字节码增强 / ASM / Javassist / ByteBuddy 基础 |
| SPI 机制 | ServiceLoader 原理 / META-INF/services 约定 / SPI vs API / SPI 在 JDBC / SLF4J / Dubbo 中的应用 |
| 异常处理 | checked vs unchecked / try-with-resources / AutoCloseable / 资源管理模式（RAII）/ 异常链 / 自定义异常设计 |
| 函数式编程 | Lambda 表达式 / 方法引用 / Stream API（中间操作 / 终止操作 / 并行流）/ Optional / 函数式接口 / 组合器模式 |
| 字符串 | String 不可变性原理 / StringPool / StringBuilder vs StringBuffer / 正则表达式原理 |
| 序列化与反序列化 | Java 原生序列化（Serializable / transient / serialVersionUID）/ 序列化安全风险 / JSON 序列化原理对比 |
| 集合框架使用 | List / Set / Map / Queue / Deque 的适用场景与选型决策 / Collections 工具类 |
| 模块化与新特性 | Java 模块系统（JPMS）/ record 类型 / sealed 类 / pattern matching / 文本块 / switch 表达式增强 |
| 知识点 | 为什么重要 |
|---|---|
| 类型擦除 | 高频面试题，理解后再看集合框架源码事半功倍 |
equals / hashCode 契约 |
HashMap / HashSet 正确工作的前提，必须同时重写 |
| Lambda & Stream | 现代 Java 编程风格主力，减少样板代码 |
try-with-resources |
资源安全管理，避免连接泄漏 |
| 反射 | Spring IoC / AOP 的底层机制，理解框架原理的入口 |
| 动态代理 / 字节码增强 | Spring AOP 的实现根基，面试高频考点 |
| SPI 机制 | JDBC Driver / SLF4J / Dubbo 等框架插件化的基础 |
| 序列化 | 分布式通信 / 缓存序列化 / 反序列化漏洞的根本 |
并发是 Java 后端最难啃的领域，也是最有含金量的领域。目标是从「会用 API」升级到「理解底层机制」。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 线程基础 | Thread 生命周期 / Runnable vs Callable / join / interrupt 中断机制 / 守护线程 |
| 线程池 | ThreadPoolExecutor 七个核心参数 / 四种拒绝策略 / 线程池监控 / 合理配置线程数 / 自定义线程工厂 |
ThreadLocal |
原理与内存泄漏（弱引用 key + 强引用 value）/ 父子线程传递（TTL）/ InheritableThreadLocal |
| 异步编排 | Future / CompletableFuture 全部 API / 异步异常处理 / 链式编排 / 组合多个异步任务 |
volatile 与 JMM |
volatile 内存语义 / happens-before 规则 / 指令重排 / 内存可见性 |
| Java 内存模型（JMM） | 主内存与工作内存 / 八种原子操作 / 内存屏障（LoadLoad / StoreStore 等） |
synchronized |
对象锁 vs 类锁 / 锁升级过程（偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁）/ 对象头 Mark Word |
| CAS 与原子类 | Compare-And-Swap 原理 / Unsafe 类 / AtomicInteger / AtomicReference / ABA 问题 / LongAdder 分段累加 |
| AQS | AbstractQueuedSynchronizer CLH 队列 / 独占锁 vs 共享锁 / state 状态机 / ConditionObject 条件变量 |
| 并发工具类 | ReentrantLock / ReentrantReadWriteLock / StampedLock / Semaphore / CountDownLatch / CyclicBarrier / Phaser / Exchanger |
| 并发集合 | ConcurrentHashMap / CopyOnWriteArrayList / BlockingQueue 系列 / ConcurrentLinkedQueue / DelayQueue |
ForkJoinPool |
工作窃取算法 / RecursiveTask / RecursiveAction / CompletableFuture 的底层线程池 |
| 并发问题经典模型 | 哲学家就餐 / 读者-写者 / 生产者-消费者 / 银行家算法 / 死锁 / 活锁 / 饥饿的区别 |
| 并发设计模式 | 生产者-消费者 / 读写锁模式 / 线程安全单例（DCL + volatile）/ 对象池 / Reactor 模式基础 |
| 虚拟线程（JDK 21） | Project Loom 原理 / 虚拟线程 vs 平台线程 / 结构化并发（StructuredTaskScope）/ 适用场景 |
| 响应式编程基础 | Flow API（JDK 9+）/ Reactive Streams 规范 / 背压（backpressure）原理 / 与传统线程模型对比 |
volatile / happens-before（JMM 语言层基础）
↓
synchronized 锁升级（对象头 / Mark Word / 偏向锁 → 轻量级 → 重量级）
↓
CAS 原子操作 / Unsafe 类 / AtomicXxx 实现
↓
AQS 核心原理（CLH 队列 / 独占模式 / 共享模式 / 条件变量 Condition）
↓
基于 AQS 的工具类（ReentrantLock / Semaphore / CountDownLatch / CyclicBarrier）
↓
并发集合（ConcurrentHashMap 分段机制 / BlockingQueue 实现）
↓
ForkJoinPool / 工作窃取算法（CompletableFuture 的底层）
💡
volatile/synchronized的硬件根因（内存屏障 / CPU 流水线）见第七板块「计算机原理」，两者互相呼应。
你写的每一行 Java 代码最终都运行在 JVM 之上。理解 JVM 是排查 OOM、GC 问题、理解 Spring 框架行为的根本。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 类加载机制 | 类加载过程（加载→验证→准备→解析→初始化）/ 双亲委派模型 / 打破双亲委派（Tomcat / SPI）/ 自定义 ClassLoader |
| 类初始化 | <clinit> 方法 / 静态块执行时机 / 六种触发类初始化的情形 |
| 运行时数据区 | 堆（Heap）/ 栈（JVM Stack）/ 方法区 / 元空间 / PC 寄存器 / 本地方法栈 |
| 对象内存布局 | 对象头（Mark Word + 类型指针）/ 实例数据 / 对齐填充 / synchronized 锁存储原理 |
| 堆内存分代 | Eden / Survivor / 老年代 / TLAB 本地分配缓冲 / 对象晋升规则 |
| 逃逸分析 | 对象逃逸检测 / 栈上分配 / 标量替换 / 同步消除 |
| GC 基础 | 可达性分析 / GC Roots 枚举 / 四种引用（强/软/弱/虚）/ finalize 机制 |
| GC 算法 | 标记-清除 / 标记-整理 / 复制算法 / 分代收集策略 |
| 垃圾收集器 | Serial / Parallel / CMS（并发标记清除）/ G1（Region / 预期停顿）/ ZGC / Shenandoah |
| GC 调优 | GC 日志解读 / 常见 OOM 场景排查 / JVM 参数体系（-Xmx / -XX:+UseG1GC 等） |
| 字节码与 JIT | .class 文件结构 / 常量池 / 字节码指令集 / 解释执行 vs JIT / C1 / C2 分层编译 |
| JIT 优化 | 热点代码探测（计数器）/ 方法内联 / 逃逸分析 / 锁消除 / 标量替换 |
| AOT 与 GraalVM | Ahead-of-Time 编译 / GraalVM Native Image / 冷启动优化 |
| 遇到这个问题时 | 去看 JVM 哪个模块 |
|---|---|
为什么不同 ClassLoader 加载同一个类会 ClassCastException？ |
类加载 / 双亲委派 |
| Spring Boot 为什么要自定义 ClassLoader？ | 打破双亲委派 |
synchronized 偏向锁是怎么存在对象里的？ |
对象头 / Mark Word |
ThreadLocal 弱引用 key，为什么 value 还能泄漏？ |
堆 / Reference 引用链 |
线上 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space？ |
GC 调优 / 堆分代 |
G1 的 -XX:MaxGCPauseMillis 是怎么工作的？ |
G1 收集器原理 |
| JVM 为什么比解释型语言快很多？ | JIT 编译 / 热点代码优化 |
invokedynamic / Lambda 字节码是什么样的？ |
字节码指令集 |
Java 后端性能优化的核心竞争力。从 BIO 到 NIO 再到 Netty，每一层都建立在前一层之上。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| IO 模型理论 | 五种 IO 模型（同步阻塞 / 同步非阻塞 / IO 多路复用 / 信号驱动 / 异步 IO） |
| BIO | 单线程阻塞 / 每连接一线程模型 / 线程爆炸问题 |
| NIO 基础 | Buffer 三指针状态机（position / limit / capacity）/ flip / compact |
| NIO Channel | FileChannel / SocketChannel / ServerSocketChannel / DatagramChannel |
| NIO Selector | Selector + epoll 原理 / SelectionKey 四种就绪事件 / 完整 NIO Server 实现 |
| 零拷贝 | 传统拷贝（4次拷贝）/ transferTo（sendfile）/ MappedByteBuffer（mmap）/ 适用场景与陷阱 |
| NIO 文件 IO | FileChannel 本地 IO / MappedByteBuffer 内存映射大文件 / NIO.2（Files / Path / WatchService） |
| Netty 设计原理 | EventLoop 线程模型 / ChannelPipeline 责任链 / ByteBuf 设计 / 粘包拆包原理 |
| 协议编解码 | 固定长度帧 / 分隔符帧 / 长度字段帧 / 自定义协议设计 |
| 开源框架 IO 解析 | Kafka NIO Selector 网络层 / RocketMQ mmap 存储层 / 四大框架横向对比 |
| JDK 新特性 | NIO.2 进阶（异步 AsynchronousFileChannel）/ 虚拟线程（Project Loom / JDK 21） |
BIO（阻塞模型，理解痛点）
↓
NIO 地基：Buffer 三指针状态机 / Channel 类型体系
↓
NIO 网络 IO：Selector + epoll / SelectionKey / 完整 NIO Server
↓
零拷贝：transferTo 原理 / mmap 原理 / 小文件陷阱 / 实战对比
↓
NIO 文件 IO：FileChannel / MappedByteBuffer / NIO.2 Path API
↓
Netty 设计原理：EventLoop 线程模型 / Pipeline 责任链 / 粘包拆包（理解「为什么这样设计」）
↓
开源框架解析：Kafka IO 体系 / 四大框架横向对比（Netty / Kafka / RocketMQ / Nginx）
↓
前沿新特性：NIO.2 进阶 / JDK 21 虚拟线程（Project Loom）
⚠️ Netty 边界说明：本板块的 Netty 学习聚焦「设计原理」——EventLoop 为什么用单线程、Pipeline 为什么是责任链、粘包拆包的根因是什么。Netty 框架实战（自定义协议开发 / 心跳长连接管理 / 生产级编解码器）详见java_fullstack_ai_agent_study网络与通信模块。
掌握核心数据结构与算法，是理解 JDK 集合框架源码、系统设计选型、技术面试的基础。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 复杂度分析 | 时间复杂度 / 空间复杂度 / Big-O 表示法 / 均摊分析 |
| 线性结构 | 数组 / 链表（单向/双向/循环）/ 栈 / 队列 / 双端队列 |
| 树结构 | 二叉树 / BST / AVL 树 / 红黑树 / B 树 / B+ 树 / 前缀树（Trie） |
| 堆与优先队列 | 最大堆 / 最小堆 / 堆排序 / PriorityQueue 实现原理 |
| 哈希 | 哈希函数设计 / 冲突解决（链地址 / 开放寻址）/ 负载因子 / HashMap 扩容原理 |
| 图 | 有向图 / 无向图 / BFS / DFS / 最短路径（Dijkstra / Bellman-Ford）/ 拓扑排序 |
| 排序算法 | 冒泡/插入/选择 / 归并排序 / 快速排序 / 堆排序 / 计数/基数/桶排序 / 稳定性分析 |
| 搜索算法 | 二分搜索 / 深度优先 / 广度优先 / A* 算法基础 |
| 动态规划 | DP 基本思路 / 记忆化搜索 / 背包问题 / 最长公共子序列 / 最短路径 |
| 回溯 | 全排列 / 子集 / N 皇后 / 剪枝策略 |
| 贪心 | 区间调度 / Huffman 编码 / 最小生成树（Kruskal / Prim） |
| 字符串算法 | KMP / Rabin-Karp / 正则表达式基础 |
| 数据结构 | JDK 实现 | 底层原理 |
|---|---|---|
| 动态数组 | ArrayList |
对象数组 + 1.5 倍扩容 |
| 双向链表 | LinkedList |
Node 双向指针 |
| 红黑树 + 链表 | HashMap / LinkedHashMap |
数组 + 链表 + 红黑树，负载因子 0.75 |
| 红黑树 | TreeMap |
有序 Map，Comparable / Comparator |
| 数组 + 红黑树 | ConcurrentHashMap |
JDK 8 之后 CAS + synchronized 细粒度锁 |
| 最大堆 | PriorityQueue |
完全二叉树的数组表示 |
| 双端队列 | ArrayDeque |
循环数组，无锁 |
设计模式不是要死记名字，而是理解「它解决了什么问题」。结合 JDK 和 Spring 的真实应用场景对照理解收益最大。
| 类别 | 模式 | JDK / Spring 中的真实应用 |
|---|---|---|
| 创建型 | 单例模式 | Spring Bean（@Scope("singleton")）/ Runtime.getRuntime() |
| 工厂方法 | Calendar.getInstance() / Spring FactoryBean |
|
| 抽象工厂 | DocumentBuilderFactory / ConnectionFactory |
|
| 建造者 | StringBuilder / Lombok @Builder / HttpClient.newBuilder() |
|
| 原型 | Object.clone() / Spring Prototype Scope |
|
| 结构型 | 代理模式 | JDK 动态代理 / CGLIB / Spring AOP |
| 装饰器 | BufferedInputStream 包装 FileInputStream / Spring HandlerInterceptor |
|
| 适配器 | Arrays.asList() / Spring HandlerAdapter |
|
| 外观 | SLF4J 日志门面 / Spring JdbcTemplate |
|
| 组合 | 文件系统（文件 + 目录）/ Swing 组件树 | |
| 桥接 | JDBC Driver / 跨平台 UI 框架 | |
| 享元 | Integer.valueOf() 缓存（-128~127）/ String.intern() |
|
| 行为型 | 责任链 | Netty ChannelPipeline / Servlet Filter / Spring Security 过滤链 |
| 观察者 | Spring 事件机制（ApplicationEvent）/ Java EventListener |
|
| 策略 | Comparator / Spring HandlerMapping 策略 |
|
| 命令 | Runnable / Callable / 撤销操作实现 |
|
| 模板方法 | InputStream.read() / Spring JdbcTemplate / AbstractApplicationContext.refresh() |
|
| 迭代器 | Iterator 接口 / for-each 语法糖 |
|
| 状态 | TCP 连接状态机 / 订单状态流转 | |
| 访问者 | FileVisitor / AST 节点处理 |
|
| 解释器 | 正则表达式引擎 / SpEL 表达式 | |
| 中介者 | Spring ApplicationContext 作为中介 |
|
| 备忘录 | 撤销/重做功能 / 游戏存档 |
| 原则 | 全称 | 核心思想 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| S - 单一职责 | Single Responsibility | 一个类只有一个引起变化的原因 | InputStream 只负责读取字节 |
| O - 开放封闭 | Open/Closed | 对扩展开放，对修改封闭 | 策略模式 / Spring BeanPostProcessor |
| L - 里氏替换 | Liskov Substitution | 子类必须能替换父类而不破坏程序 | 集合框架 List / AbstractList 继承体系 |
| I - 接口隔离 | Interface Segregation | 客户端不应依赖它不需要的接口 | Readable / Writable / Closeable 分离 |
| D - 依赖倒置 | Dependency Inversion | 依赖抽象，不依赖具体 | Spring IoC / JDBC Driver 接口 |
| DRY | Don't Repeat Yourself | 消除重复，提高可维护性 | 模板方法 / 抽象类抽取公共逻辑 |
| KISS | Keep It Simple, Stupid | 保持简洁，避免过度设计 | — |
| YAGNI | You Aren't Gonna Need It | 不要超前设计不需要的功能 | — |
| 迪米特法则 | Law of Demeter | 最少知识原则，减少耦合 | 外观模式 / 中介者模式 |
| 组合优于继承 | Composition over Inheritance | 用组合代替深层继承，更灵活 | 装饰器模式 / 策略模式 |
| 模式 | 核心思想 | Java 相关实践 |
|---|---|---|
| 分层架构 | Controller → Service → Repository 层次分明，单向依赖 | Spring MVC 经典三层 |
| 六边形架构（端口与适配器） | 业务核心与外部系统解耦，依赖倒置 | Spring + 接口适配器 |
| 事件驱动架构基础 | 生产者-消费者解耦，异步化 | Spring ApplicationEvent / 消息队列基础 |
| CQRS 基础 | 命令（写）与查询（读）分离 | 与 DDD 结合理解 |
| 管道-过滤器 | 数据流经一系列处理单元 | Stream API / Netty Pipeline / Servlet Filter |
不是单独学，而是遇到疑问时对照查。先从 Java 语言层建立感性认知，遇到「为什么」时来这里找根因。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 进程与线程 | 进程 vs 线程 / 上下文切换成本 / 协程 / 用户态 vs 内核态 / 系统调用（syscall） |
| 内存管理 | 虚拟内存 / 分页机制（TLB）/ 段页式 / Page Cache / mmap 原理 / 内存映射文件 / OOM Killer |
| IO 多路复用 | select / poll / epoll（LT / ET 两种触发模式）/ io_uring（最新异步 IO）/ 与 NIO Selector 的关系 |
| 进程间通信 | 管道（匿名/命名）/ 信号 / 消息队列 / 共享内存 / Socket / 信号量 |
| 文件系统 | VFS 抽象层 / inode / 日志文件系统 / 顺序读写 vs 随机读写性能差异 / 文件描述符限制 |
| 进程调度 | CPU 调度算法（FIFO / Round-Robin / CFS）/ 优先级与时间片 / 上下文切换 |
| 死锁 | 死锁四条件 / 死锁检测与预防 / Java 死锁排查（jstack） |
| 同步原语 | 互斥锁 / 自旋锁 / 条件变量 / 信号量 / 读写锁 的操作系统实现 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 协议分层 | OSI 七层 / TCP/IP 四层 / 各层协议作用 / 数据封装与解封 |
| TCP | 三次握手 / 四次挥手 / 滑动窗口 / 流量控制 / 拥塞控制（慢启动 / 拥塞避免 / 快重传 / CUBIC）/ TIME_WAIT / Keep-Alive |
| UDP | UDP 特性 / UDP 可靠传输的工程实现（QUIC） |
| HTTP | HTTP/1.0 vs HTTP/1.1（持久连接 / 管线化）/ HTTP/2（多路复用 / 头部压缩 HPACK / 服务器推送）/ HTTP/3（QUIC / 0-RTT） |
| HTTPS / TLS | 对称加密 / 非对称加密 / 数字证书 / TLS 1.2 vs TLS 1.3 握手过程 / CA 链验证 / 证书透明（CT） |
| WebSocket | 握手协议 / 帧格式 / 与 HTTP 长轮询的对比 |
| DNS | 递归查询 vs 迭代查询 / TTL / DNS 劫持 / DNSSEC / DoH（DNS over HTTPS） |
| 网络安全基础 | ARP 欺骗 / DNS 劫持 / IP 欺骗 / 中间人攻击（MITM） |
| 网络工具 | tcpdump / Wireshark / netstat / ss / ping / traceroute 抓包与分析 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| CPU 与内存 | CPU 多级缓存（L1/L2/L3）/ 缓存行（Cache Line）/ 伪共享（False Sharing）/ NUMA 架构 |
| CPU 流水线 | 流水线冒险（数据/控制/结构冒险）/ 分支预测 / 超标量 |
| 内存屏障 | StoreStore / LoadLoad / StoreLoad / LoadStore 四类屏障 / volatile 的硬件实现 / MESI 协议 |
| 指令重排 | CPU 乱序执行 / 编译器重排 / happens-before 的硬件根因 |
| DMA 与零拷贝 | DMA 控制器原理 / sendfile 系统调用 / 「2 次 DMA 拷贝，0 次 CPU 拷贝」 |
| 总线与 IO | PCIe 总线 / 中断机制 / 轮询 vs 中断 / MMIO |
| 数值表示 | 整数补码 / 浮点数 IEEE 754 / 精度损失 / 大端 vs 小端 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 编译流程 | 词法分析（Lexer）/ 语法分析（Parser）/ 语义分析 / AST（抽象语法树）/ 符号表 |
| 中间代码与优化 | IR 生成 / SSA 形式 / 常量折叠 / 死代码消除 / 循环优化 |
| 运行时 | 活动记录（栈帧）/ 动态链接 / 尾调用优化 |
| Java 相关 | javac 编译过程 / 字节码生成 / APT 注解处理器 / Lombok 原理 / JSR-269 插件化 |
| JIT 与 AOT | JIT 即时编译（与 JVM 板块呼应）/ GraalVM AOT / invokedynamic 指令 |
| 正则表达式引擎 | NFA vs DFA / 回溯问题 / 灾难性回溯（ReDoS） |
📌 穿插学习指南
遇到这个问题时 去看这个模块 epoll 为什么比 select 快？NIO Selector 怎么工作？ 操作系统（IO 多路复用） mmap 原理是什么？Page Cache 怎么加速 Kafka？ 操作系统（内存管理） TCP 粘包 / 拆包是什么？为什么 Netty 要做 FrameDecoder？ 计算机网络（TCP） HTTPS TLS 握手是怎么建立的？证书链如何验证？ 计算机网络（HTTPS/TLS） volatile为什么能保证可见性？DCL 为什么要加volatile？计算机原理（内存屏障） CPU 流水线是什么？为什么指令会被重排？ 计算机原理（指令重排） DMA 是什么？零拷贝为什么说「2 次 DMA，0 次 CPU 拷贝」？ 计算机原理（DMA） javac怎么把源码变成字节码？JIT 是什么？编译原理（与 JVM 板块呼应）
阅读原则：每个方向都有明确的「印证目标」——印证本项目前面学到的哪个底层原理。与框架使用相关的业务特性，不在本项目深入。
| 方向 | 重点类 / 包 | 印证目标 |
|---|---|---|
| 集合框架 | HashMap / ConcurrentHashMap / ArrayList / TreeMap / PriorityQueue |
数据结构理论 → JDK 实现（红黑树 / CAS 分段锁 / 扩容） |
| 并发工具 | AQS / ReentrantLock / Semaphore / CountDownLatch / ThreadPoolExecutor |
并发深度（AQS / CAS / CLH 队列）→ 真实实现 |
| IO 体系 | InputStream 装饰器链 / FileChannel / Selector 实现 |
IO/NIO 体系 → 装饰器模式与 NIO 底层 |
| JVM 相关 | String 不可变性 / Integer 缓存 / Reference 引用链（WeakReference / SoftReference） |
JVM（GC Roots / 四种引用）→ 真实应用 |
| 函数式 | Stream 实现 / CompletableFuture / ForkJoinPool |
函数式编程 + 并发 → 内部实现 |
入口建议：先读 HashMap → ConcurrentHashMap → AQS，这条线把集合 + 并发的核心设计串起来。
| 方向 | 关键模块 | 印证目标 |
|---|---|---|
| 存储层 | Log / LogSegment / OffsetIndex |
印证：mmap / 顺序写 / 稀疏索引设计 |
| 网络层 | Selector（基于 NIO）/ KafkaChannel / Processor |
印证：NIO Selector 与 epoll 原理 |
⚠️ Kafka 的副本机制 / 消费者协调 / 幂等与事务消息 / 消息积压，属于消息队列业务特性，详见java_fullstack_ai_agent_study消息队列模块。
入口建议：先看存储层（Log + LogSegment），与 NIO MappedByteBuffer 章节对照阅读收益最大。
| 方向 | 关键模块 | 印证目标 |
|---|---|---|
| 消息存储 | CommitLog（mmap 写）/ ConsumeQueue / IndexFile |
印证：mmap 在 TB 级存储中的实际应用 |
| 网络通信 | Netty 作为通信层 / RemotingCommand 协议 |
印证：Netty Pipeline / 协议编解码原理 |
⚠️ RocketMQ 的事务消息 / 延迟消息（时间轮）属于消息队列业务特性，详见java_fullstack_ai_agent_study消息队列模块。
入口建议：先看 CommitLog，与 NIO MappedByteBuffer 章节对照，体会 mmap 在工业级系统的实战应用。
| 方向 | 关键模块 | 印证目标 |
|---|---|---|
| Dubbo SPI 机制 | ServiceConfig / Invoker / Protocol SPI |
理解：微内核 + SPI 扩展设计模式 |
| Dubbo 网络层 | NettyServer / NettyChannel / DubboCodec |
印证：Netty 协议编解码设计原理 |
| gRPC 协议原理 | Channel / ManagedChannel / Protobuf 序列化 |
印证：HTTP/2 帧结构 / 二进制协议原理 |
⚠️ gRPC 的服务治理（拦截器 / 负载均衡 / 微服务集成）属于框架工程应用，详见java_fullstack_ai_agent_study网络与通信模块。
- 带问题读：先提一个问题（如「HashMap 扩容为什么是 2 倍？」），再去源码里找答案
- 对照 DEBUG：写 Demo 断点进入源码，比直接看源码效率高 3 倍
- 先主干后细节：第一遍只看核心流程，忽略异常处理和边界条件
- 画时序图：复杂模块边读边画，画完就记住了
密码学是 HTTPS、JWT、OAuth、数字签名等一切「安全基础设施」的底层。理解这些原理，才能真正理解安全协议，而不只是会配置。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 对称加密 | AES（ECB / CBC / GCM 模式）/ DES / 流加密 vs 块加密 / 初始向量（IV）/ 填充方案（PKCS7） |
| 非对称加密 | RSA 原理（大整数分解）/ 椭圆曲线密码学（ECC / ECDH / ECDSA）/ 密钥交换（DH） |
| 哈希函数 | MD5 / SHA-1 / SHA-256 / SHA-3 / 哈希碰撞 / 抗碰撞性 / 生日悖论 |
| 消息认证码 | HMAC 原理 / 数字签名（Sign / Verify）/ MAC vs 签名的区别 |
| 公钥基础设施 | 数字证书（X.509）/ CA 信任链 / CSR / 证书吊销（CRL / OCSP） |
| 随机数安全 | 伪随机数（PRNG）vs 密码学安全随机数（CSPRNG）/ SecureRandom |
| 密钥派生 | PBKDF2 / bcrypt / Argon2 / 密码安全存储 |
| 攻击类型 | 原理 | Java 防御手段 |
|---|---|---|
| SQL 注入 | 拼接 SQL 执行恶意语句 | PreparedStatement / ORM 框架 |
| XSS 跨站脚本 | 注入恶意 JS 到页面 | HTML 转义 / CSP 响应头 |
| CSRF 跨站请求伪造 | 利用 Cookie 自动携带冒充用户 | CSRF Token / SameSite Cookie |
| 反序列化漏洞 | 反序列化恶意字节流执行代码 | 白名单过滤 / 避免原生序列化 |
| 路径遍历 | ../ 访问非授权文件 |
路径规范化 / 白名单校验 |
| 计时攻击 | 利用响应时间差推断密钥 | MessageDigest.isEqual()（常量时间比较） |
| 中间人攻击 | 劫持通信偷听/篡改 | TLS 证书钉扎（Certificate Pinning） |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
java.security |
MessageDigest / Cipher / KeyPairGenerator / Signature |
javax.crypto |
SecretKey / KeyAgreement / Mac |
| TLS / SSL | SSLContext / TrustManager / KeyManager / JSSE 原理 |
| JWT 原理 | Header.Payload.Signature 结构 / 签名验证流程 / alg:none 漏洞 |
| OAuth 2.0 原理 | 四种授权模式 / Access Token / Refresh Token / PKCE |
| Java 安全管理器 | SecurityManager（历史背景）/ Java 9+ 模块化安全 |
💡 与「计算机网络」的呼应：TLS 握手过程 = 非对称加密（密钥交换）+ 对称加密（数据传输）+ HMAC（完整性验证）+ 数字证书（身份认证），四种密码学工具的组合应用。
代码写得好不仅靠 JVM 原理，更靠工程素养。这个板块聚焦「可维护、可测试、可扩展」的工程化能力。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 单元测试 | 测试金字塔 / JUnit 5（@Test / @ParameterizedTest / @BeforeEach）/ 测试命名规范 |
| Mock 技术 | Mockito（mock / spy / verify）/ 打桩（when...thenReturn）/ 测试替身类型 |
| 集成测试 | Spring Boot Test / Testcontainers / 数据库集成测试 |
| 测试驱动开发（TDD） | Red-Green-Refactor 循环 / 先写测试再实现 / 测试即文档 |
| 行为驱动开发（BDD） | Given-When-Then 格式 / Cucumber / 可读性优先 |
| 测试覆盖率 | 行覆盖 / 分支覆盖 / JaCoCo / 覆盖率陷阱（覆盖率高 ≠ 测试好） |
| 契约测试 | Pact 框架 / 服务间接口契约验证 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 代码异味 | 过长方法 / 过大类 / 重复代码 / 过深嵌套 / 魔法数字 / 注释即代码异味 |
| 重构手法 | 提取方法 / 提取类 / 移动方法 / 以多态替换条件 / 引入参数对象 |
| 静态分析工具 | Checkstyle / PMD / SpotBugs / SonarQube / ArchUnit（架构测试） |
| 代码审查 | CR 原则 / 有效反馈 / 自动化 lint 前置 |
| 技术债务 | 技术债务分类 / 债务管理 / 重构时机决策 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| Git 深度 | 三棵树（工作区 / 暂存区 / 提交历史）/ rebase vs merge / cherry-pick / bisect |
| 分支策略 | Git Flow / GitHub Flow / Trunk Based Development / 特性开关（Feature Flags） |
| CI/CD 基础 | 持续集成概念 / 构建流水线 / 测试自动化 / 制品管理 / 蓝绿部署概念 |
| 语义化版本 | SemVer 规范（MAJOR.MINOR.PATCH）/ 版本兼容性约定 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 代码文档 | Javadoc 规范 / @param / @return / @throws / API 文档生成 |
| 架构决策记录 | ADR（Architecture Decision Record）/ 记录「为什么」而不只是「是什么」 |
| README 工程化 | 清晰的项目定位 / 快速上手 / 示例代码 / 贡献指南 |
不需要研究生数学，但需要支撑算法、密码学、AI 理解的「工程数学」基础。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 集合论 | 集合运算（并/交/差/补）/ 幂集 / 笛卡尔积 / 关系与函数 |
| 逻辑 | 命题逻辑 / 谓词逻辑 / 推理规则 / 真值表 |
| 图论 | 有向图 / 无向图 / 连通性 / 树与森林 / 二部图 / 图的矩阵表示 |
| 组合数学 | 排列与组合 / 容斥原理 / 鸽巢原理 / 生成函数基础 |
| 数论基础 | 整除 / 素数 / 最大公因数（辗转相除）/ 模运算 / 费马小定理（密码学基础） |
| 布尔代数 | 逻辑门 / 布尔运算 / 卡诺图 / 位运算与布尔代数的关系 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 概率基础 | 概率公理 / 条件概率 / 贝叶斯定理 / 独立事件 |
| 随机变量 | 离散 / 连续随机变量 / 期望 / 方差 / 常见分布（均匀/正态/泊松/指数） |
| 统计推断 | 置信区间 / 假设检验基础 / p 值 |
| 工程应用 | 布隆过滤器（概率数据结构）/ 一致性哈希（均匀分布）/ 随机化算法（跳表 / 随机 QuickSort） |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 向量与矩阵 | 向量运算 / 矩阵乘法 / 转置 / 行列式 |
| 线性变换 | 特征值与特征向量 / SVD 分解基础 |
| 工程应用 | AI/ML 特征向量理解 / 图像处理矩阵变换 / PageRank 算法 |
性能优化不是靠感觉和经验，而是靠测量 → 分析 → 优化 → 验证的科学方法论。
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 性能分析模型 | USE 方法（利用率/饱和度/错误率）/ RED 方法（速率/错误/延迟）/ Amdahl 定律 |
| 延迟 vs 吞吐量 | 两者的权衡关系 / 利特尔法则（Little's Law）/ 排队论基础 |
| 火焰图 | 调用栈采样原理 / On-CPU vs Off-CPU 火焰图 / async-profiler |
| 性能剖析工具 | perf（Linux）/ VisualVM / JFR（Java Flight Recorder）/ async-profiler |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| JVM 参数体系 | 堆大小（-Xmx/-Xms）/ GC 选择（-XX:+UseG1GC）/ GC 日志（-Xlog:gc*） |
| GC 调优 | GC 停顿分析 / 对象分配优化 / 晋升速率 / TLAB 调优 |
| JIT 编译优化 | 方法内联阈值 / 分层编译控制 / 编译日志解读 |
| 内存泄漏 | Heap Dump 分析 / MAT（Memory Analyzer Tool）/ 常见泄漏模式 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| JMH | JMH 框架（Java Microbenchmark Harness）/ @Benchmark / @Warmup / @Fork |
| 基准测试陷阱 | JIT 热点编译影响 / 死代码消除 / 内存分配干扰 / 结果解读 |
| 压测工具 | Gatling / JMeter / wrk / ab / 负载模型设计 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 算法层 | 数据结构选型 / 算法复杂度优化 / 缓存友好代码 |
| JVM 层 | 对象池 / 零拷贝 / 减少装箱 / StringPool 使用 |
| IO 层 | 批量读写 / 异步非阻塞 / 连接池 / 缓冲区调优 |
| 并发层 | 减少锁粒度 / 无锁数据结构 / 线程亲和性 / 避免伪共享 |
这是区分「Junior」和「Senior」的分水岭。不光要能写代码，更要能快速定位生产问题。
| 工具 | 用途 | 核心用法 |
|---|---|---|
jps |
查看 Java 进程 | jps -lv 列出进程号和参数 |
jstack |
线程栈快照 | 死锁检测 / 线程阻塞分析 |
jmap |
堆内存信息 | jmap -heap / jmap -histo / 生成 Heap Dump |
jstat |
JVM 统计信息 | GC 频率 / 堆使用率实时监控 |
jcmd |
多功能诊断命令 | 触发 GC / 生成 JFR 飞行记录 / 类直方图 |
jconsole / VisualVM |
可视化监控 | 实时 Heap / CPU / 线程监控 |
| Arthas | 线上诊断神器 | 动态跟踪方法调用 / 类加载信息 / 字节码反编译 / 热更新 |
| JFR + JMC | 低开销生产剖析 | Java Flight Recorder 飞行记录 + Java Mission Control 分析 |
| async-profiler | 性能剖析 / 火焰图 | CPU / 内存分配 / 锁竞争火焰图 |
| 问题现象 | 排查方向 | 核心工具 |
|---|---|---|
| CPU 突刺 100% | top → 找高 CPU 线程 → jstack 确认 |
top -Hp PID + jstack |
| 内存持续增长 / OOM | GC 日志 → Heap Dump → MAT 分析 | jmap + MAT |
| 线程死锁 | jstack 中找 Found deadlock |
jstack / Arthas |
| 响应变慢（无明显错误） | 火焰图 → 找热点方法 → SQL 慢查询 | async-profiler + Arthas trace |
| Full GC 频繁 | GC 日志 → 老年代 → 大对象 / 内存泄漏 | GC log + jmap -histo |
| ClassNotFoundException | ClassLoader 层级 / 依赖冲突 | Arthas classloader / jad |
| 端口占用 / 连接泄漏 | netstat -anp / ss -tp |
系统工具 + 代码审查 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 系统监控 | top / htop / vmstat / iostat / sar |
| 网络诊断 | tcpdump / netstat / ss / lsof |
| 日志分析 | grep / awk / sed / tail -f / ELK 体系基础 |
| 系统调用跟踪 | strace / ltrace / perf trace |
| 内核参数调优 | 文件描述符限制（ulimit）/ TCP 内核参数（tcp_backlog / somaxconn） |
了解即可，不需要深入，但要建立「这些方向是什么、和 Java 生态的关系是什么」的认知地图。
Java 采用半年一次的节奏发版（JDK 9 起），每 3 年发布一个 LTS（长期支持版本）。生产环境主流：JDK 8（历史遗留）→ JDK 11（第一个广泛替换 8 的 LTS）→ JDK 17（当前主流 LTS）→ JDK 21（最新 LTS，强烈推荐升级）。
| 特性 | 要点 |
|---|---|
| Lambda 表达式 | 函数式编程语法糖 / (params) -> body / 类型推断 |
| Stream API | 链式操作（map / filter / reduce / collect）/ 惰性求值 / 并行流 |
| 函数式接口 | Function / Consumer / Supplier / Predicate / @FunctionalInterface |
| Optional | 避免 NPE / map / flatMap / orElse / orElseThrow |
| 方法引用 | 类::方法 / 对象::方法 / 类::new 四种形式 |
| 默认方法 & 静态方法 | 接口可有实现 / 多重继承冲突解决规则 |
| 新日期 API（java.time） | LocalDate / LocalDateTime / ZonedDateTime / Duration / Period / 线程安全、不可变设计 |
| Nashorn JS 引擎 | 内嵌 JS 脚本执行（JDK 15 已废弃） |
| 元空间替换永久代 | PermGen → Metaspace，类元数据移出堆，由本地内存管理 |
| 并发增强 | CompletableFuture / StampedLock / LongAdder |
| 特性 | 要点 |
|---|---|
| HTTP Client（标准化） | 替代 HttpURLConnection / 支持 HTTP/2 / 异步非阻塞 / WebSocket |
var 类型推断（局部变量） |
已从 JDK 10 引入 / Lambda 参数中可用 var / 增强可读性 |
| 字符串新方法 | isBlank() / strip() / lines() / repeat(n) / stripLeading() / stripTrailing() |
Files 新方法 |
Files.readString() / Files.writeString() / Files.isSameFile() |
| Epsilon GC | 无操作 GC（用于测试/性能基准，不回收内存） |
| ZGC（实验） | 低延迟 GC，STW 不超过 10ms（JDK 15 生产可用） |
| 废弃 Nashorn JS 引擎 | 建议迁移 GraalVM |
| Oracle JDK 商业授权变化 | OpenJDK 与 Oracle JDK 二进制等同；Oracle JDK 商业使用需付费 |
| 特性 | 要点 |
|---|---|
| 密封类（sealed class） | sealed / permits，限制子类范围 / 与 pattern matching 配合 |
record 类型 |
不可变数据载体 / 自动生成 equals / hashCode / toString / 访问器 |
| 文本块（Text Block） | 多行字符串 """...""" / 自动对齐 / 无需转义 |
switch 表达式增强 |
箭头语法 case X -> expr / yield 返回值 / 无 fallthrough |
| 模式匹配 instanceof | if (obj instanceof String s) 自动转型绑定 |
instanceof 增强 |
消除繁琐的强制转型 |
| 强封装 JDK 内部 API | --add-opens 必须显式声明；废弃 sun.misc.Unsafe 部分接口 |
| ZGC / Shenandoah 生产可用 | G1 仍是默认 GC |
| 弃用 Applet API | Applet 彻底退出历史舞台 |
| Spring Boot 3.x / Spring 6 最低要求 | 框架生态纷纷要求 JDK 17+ |
| 特性 | 要点 |
|---|---|
| 虚拟线程（Virtual Threads，Project Loom ✅） | 轻量级线程 / 数百万并发 / Thread.ofVirtual() / 同步阻塞 API 不阻塞平台线程 / 适合 IO 密集型 |
| 结构化并发（StructuredTaskScope） | 子任务生命周期与父作用域绑定 / 避免泄漏 / 简化错误处理 |
| 序列化集合（Sequenced Collections） | SequencedCollection / SequencedMap 接口 / 统一 first / last 语义 |
switch 模式匹配（标准化） |
可 switch 任意对象 / 与 sealed class 完美配合 / 解构绑定 |
record 模式（标准化） |
instanceof Point(var x, var y) 解构 |
| 字符串模板（预览） | STR."Hello \{name}" 插值语法（JDK 23 重设计中） |
未命名模式 _（预览） |
忽略不需要的变量绑定 |
| 分代 ZGC（默认启用） | ZGC 分代支持 / 显著降低内存占用和吞吐量损失 |
HashMap.newHashMap(capacity) |
直接指定预期容量，内部自动计算避免 rehash |
| Key Encapsulation Mechanism（KEM） | 后量子密码学 API 基础 |
| 特性 | 版本 | 要点 |
|---|---|---|
未命名变量 _（标准化） |
22 | 忽略不用的绑定变量 |
| 字符串模板（预览重设计） | 22–23 | 更灵活的插值方式（持续演进） |
Stream.gather() API |
22 | 自定义中间流操作，超越现有 map/filter 表达能力 |
| 前置声明（Ahead-of-Time Class Loading） | 22–24 | Project Leyden 初步落地，减少 JVM 启动热身时间 |
| 外部函数与内存 API（标准化，Project Panama ✅） | 22 | MemorySegment / MethodHandle 替代 Unsafe / 安全访问本地内存 |
| 向量 API（持续孵化） | 22–24 | SIMD 指令级并行 / 数值计算加速 |
| 模块导入声明 | 23 | import module java.base; 批量导入 |
Scoped Values（标准化） |
24 | 替代 ThreadLocal / 适配虚拟线程的上下文传播 |
| 场景 | 推荐版本 | 理由 |
|---|---|---|
| 新项目（2024+） | JDK 21 | 最新 LTS / 虚拟线程 / 全特性 / 主流框架已全面支持 |
| 存量项目维护 | JDK 17 | 当前最广泛 LTS / 密封类 / record / 文本块 |
| 遗留系统 | JDK 11 | 第一个 LTS 替代品，脱离 JDK 8 的第一步 |
| 面试备考 | JDK 17 + 21 | 高频考点：record/密封类（17）、虚拟线程/模式匹配（21） |
| Project | 目标 | 当前状态 |
|---|---|---|
| Loom | 虚拟线程 / 结构化并发 | ✅ JDK 21 正式发布 |
| Panama | Java 与本地代码（C/C++/Rust）互操作 | 🔥 JDK 22+ 进行中 |
| Valhalla | 值类型（Value Types）/ 原始类泛型，消除泛型装箱开销 | 🔥 进行中 |
| Amber | 语言特性增强（record / pattern matching / sealed） | ✅ 持续交付 |
| Leyden | 启动时间优化 / 减少 JVM 热身时间 | 🔜 早期阶段 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| 容器基础 | Docker 原理（namespace / cgroup）/ 容器 vs 虚拟机 / 镜像层 |
| Kubernetes 基础 | Pod / Service / Deployment 核心概念 / K8s 调度原理 |
| 服务网格基础 | Sidecar 模式 / Istio 基础概念 / 可观测性（Metrics / Traces / Logs） |
| GraalVM Native Image | AOT 编译 / 冷启动优化 / 反射限制与配置 |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| Rust 设计思想 | 所有权 / 借用检查器 / 无 GC 内存安全 / 对 Java GC 设计的启发 |
| Go 并发模型 | goroutine / channel / CSP 模型 / 与 Java 虚拟线程的对比 |
| WebAssembly | WASM 基础 / 与 JVM 的对比 / 在浏览器与服务端的应用 |
| Python 生态 | Python GIL / CPython 内存管理 / 与 Java 互操作（Jython / GraalPy） |
| 方向 | 学习要点 |
|---|---|
| LLM 在 Java 开发中的应用 | AI 代码生成辅助 / 代码 Review 自动化 / 测试用例生成 |
| Java AI 框架基础 | Spring AI / LangChain4j 基础概念 / 向量数据库原理 |
| AI 对语言设计的影响 | Copilot 友好的 API 设计 / 可测试性 / 代码可解释性 |
🚧 目录结构规划中，随学习进度逐步创建与完善。已有代码的目录为实际存在，其余为规划目录。
java_study/
├── README.md # 项目总览（本文件）
│
└── src/main/java/org/example/
│
├── java_base_test/ # 🏗️ Java 语言核心 + ⚡ 并发 + 🔌 IO（实验代码）
│ ├── *.java # Java 语言核心（类型系统/泛型/反射/内部类/面向对象等）
│ ├── proxy_aop/ # 动态代理与字节码增强 / AOP 原理
│ │ ├── ProxyFullDemo.java # 静态代理 → JDK 动态代理 → CGLIB
│ │ ├── AopDemo.java # Spring AOP 五种通知类型
│ │ ├── AopAdviceTypesDemo.java # AOP 通知类型详解
│ │ └── SpringAopScenariosDemo.java # AOP 生产场景演示
│ ├── thread_aync/ # ⚡ Java 并发深度（多线程 / 线程池 / 异步）
│ │ ├── ThreadPoolDemo.java # ThreadPoolExecutor 七参数演示
│ │ ├── ThreadLocalDemo.java # ThreadLocal 内存泄漏分析
│ │ ├── FutureDemo.java # CompletableFuture 异步编排
│ │ └── CrossThreadTransmitDemo.java # 跨线程 ThreadLocal 传递（TTL）
│ ├── io/ # 🔌 IO / NIO 体系（核心重点）
│ │ ├── bio/showcase/ # BIO 阻塞模型演示
│ │ │ ├── BIOServer_NoThread.java # 单线程阻塞服务端
│ │ │ ├── BIOServer_WithThread.java # 每连接一线程模型
│ │ │ └── BIOClient.java # 配套客户端
│ │ ├── nio/NIODemo.java # NIO 全体系单文件完整版（Part1~23）
│ │ ├── nio/show_multi_agent/ # 多 Agent 重构版，每 Part 独立文件
│ │ │ ├── Part1_FiveIOModels.java # 五种 IO 模型
│ │ │ ├── Part4_BufferStateMachine.java# Buffer 三指针状态机
│ │ │ ├── Part6~Part8 # Selector + NIO Server（最难，反复看）
│ │ │ ├── Part9~Part12 # 零拷贝原理与实战
│ │ │ ├── Part17~Part19 # Netty 架构原理
│ │ │ ├── Part20~Part21 # Kafka IO + 四大框架对比
│ │ │ └── Part22~Part23 # NIO.2 进阶 / 虚拟线程
│ │ └── zerocopy/ZeroCopyDemo.java # 零拷贝性能对比演示
│ └── multi_agent/ # 多 Agent 系统演示（Orchestrator-Worker）
│
├── algorithm/ # 🧮 算法与数据结构 — 算法（LeetCode 风格练习 + 理论）
├── datastructures/ # 🧮 算法与数据结构 — 数据结构（手写实现 + 原理分析）
├── designmodel/ # 🎨 设计模式（23 种 GoF 模式 + SOLID 原则）
│
├── operate_system/ # 🖥️ 计算机基础理论 — 操作系统
├── compute_network/ # 🖥️ 计算机基础理论 — 计算机网络
├── computer_principle/ # 🖥️ 计算机基础理论 — 计算机原理
├── compiler_principle/ # 🖥️ 计算机基础理论 — 编译原理
│
├── source_code_study/ # 🔬 优秀源码研读（以底层原理印证为目标）
│ ├── jdk/ # JDK 核心源码（集合/并发/IO/JVM）
│ ├── kafka/ # Kafka（NIO 印证 / mmap 印证）
│ ├── rocketmq/ # RocketMQ（CommitLog mmap / Netty 通信层）
│ └── rpc/ # RPC（Dubbo SPI / gRPC HTTP/2 协议）
│
├── jvm/ # ☕ JVM 原理（规划中）
│ ├── classloading/ # 类加载机制（双亲委派 / 自定义类加载器）
│ ├── memory/ # 内存模型（堆/栈/方法区/直接内存）
│ ├── gc/ # GC 算法（G1 / ZGC / Shenandoah）
│ └── jit/ # JIT 编译（逃逸分析 / 内联优化）
│
├── security/ # 🔐 信息安全基础（规划中）
│ ├── cryptography/ # 密码学基础（对称/非对称/哈希/数字签名）
│ ├── network-security/ # 网络安全（TLS/HTTPS 握手原理）
│ ├── attack-defense/ # 攻防模型（XSS/CSRF/SQL注入/SSRF原理）
│ └── java-security-api/ # Java 安全 API（JCA/JCE/JSSE）
│
├── software-engineering/ # 🏛️ 软件工程基础（规划中）
│ ├── testing/ # 测试理论（TDD/BDD/单元测试/Mock）
│ ├── refactoring/ # 重构技法（代码坏味道 / 安全重构步骤）
│ ├── code-quality/ # 代码质量（静态分析 / CheckStyle / SonarQube）
│ └── ci-basics/ # 持续集成基础（流水线设计 / 测试覆盖率）
│
├── math/ # 📐 数学基础（规划中）
│ ├── discrete-math/ # 离散数学（图论 / 逻辑 / 集合论）
│ ├── probability-stats/ # 概率论与统计（随机变量 / 分布 / 假设检验）
│ └── linear-algebra/ # 线性代数（向量 / 矩阵 / 特征值）
│
├── performance/ # 🚀 性能工程（规划中）
│ ├── jmh/ # JMH 基准测试（Throughput / AverageTime / 陷阱规避）
│ ├── profiling/ # 性能剖析（Async-Profiler / JFR / 火焰图）
│ └── optimization/ # 性能优化实战（CPU/内存/IO/GC 专项调优）
│
├── debugging/ # 🐛 调试与问题排查（规划中）
│ ├── jvm-tools/ # JVM 诊断工具（jstack/jmap/jstat/jcmd）
│ ├── arthas/ # Arthas 线上诊断实践（trace/watch/classloader）
│ └── incident/ # 故障排查方法论（OOM/死锁/CPU飙高/线程泄漏）
│
└── frontier/ # 🔭 前沿技术趋势（规划中）
├── project-loom/ # Project Loom（虚拟线程 / 结构化并发）
├── project-panama/ # Project Panama（外部函数接口 / 向量 API）
├── project-valhalla/ # Project Valhalla（值类型 / 内联类）
├── cloud-native-java/ # 云原生 Java（GraalVM 原生镜像 / 启动优化）
└── wasm-rust-insights/ # WebAssembly / Rust 设计思想对 Java 的影响
各模块学习状态持续更新。状态说明：🔜 待开始 ｜ 🔥 进行中 ｜ ✅ 已完成 ｜ ⏸️ 暂停
| 主模块 | 子模块 / 知识点 | 状态 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 🏗️ Java 语言核心 | 类型系统（基本类型 / 包装类 / 自动装箱 / 浮点精度） | 🔥 进行中 | |
| 泛型（泛型类 / 泛型方法 / 类型擦除 / 通配符） | 🔥 进行中 | 🔑 重点 | |
| 内部类（成员 / 静态 / 匿名 / 局部） | 🔥 进行中 | ||
| 面向对象（equals / hashCode 契约 / Comparable vs Comparator） | 🔥 进行中 | 🔑 重点 | |
| 反射与元数据（Class 对象 / 反射获取方法字段 / 注解处理） | 🔥 进行中 | 🔑 重点 | |
| 异常处理（checked vs unchecked / try-with-resources / 资源管理） | 🔥 进行中 | ||
| 函数式编程（Lambda / 方法引用 / Stream API / Optional） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 字符串（String 不可变性 / StringPool / StringBuilder） | 🔜 待开始 | ||
| 集合框架使用（List / Set / Map / Queue / Deque 选型） | 🔜 待开始 | ||
| 动态代理与字节码增强（JDK 动态代理 / CGLIB / ASM / ByteBuddy） | 🔥 进行中 | 🔑 重点，AOP 实现根基 | |
| SPI 机制（ServiceLoader / JDBC / SLF4J / Dubbo 应用） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 序列化与反序列化（Serializable / serialVersionUID / 安全风险） | 🔜 待开始 | ||
| Java 新特性（record / sealed / pattern matching / 文本块） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| ⚡ Java 并发深度 | 线程基础（生命周期 / interrupt / join / Callable） | 🔥 进行中 | |
| 线程池（ThreadPoolExecutor 七参数 / 四种拒绝策略 / 合理配置） | 🔥 进行中 | 🔑 重点 | |
| ThreadLocal（原理 / 弱引用内存泄漏 / TTL 跨线程传递） | 🔥 进行中 | 🔑 重点 | |
| CompletableFuture（全部 API / 异步异常 / 链式编排） | 🔥 进行中 | 🔑 重点 | |
| volatile 与 JMM（内存语义 / happens-before / 指令重排） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| Java 内存模型（主内存 / 工作内存 / 八种原子操作 / 内存屏障） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| synchronized 锁升级（对象头 / Mark Word / 偏向→轻量级→重量级） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| CAS 与原子类（Unsafe / AtomicInteger / ABA 问题） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| AQS 核心原理（CLH 队列 / 独占锁 / 共享锁 / Condition） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 并发工具类（ReentrantLock / ReadWriteLock / Semaphore / CountDownLatch / CyclicBarrier） | 🔜 待开始 | ||
| 并发集合（ConcurrentHashMap / CopyOnWriteArrayList / BlockingQueue） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| ForkJoinPool（工作窃取算法 / RecursiveTask / RecursiveAction） | 🔜 待开始 | ||
| 并发问题经典模型（哲学家就餐 / 死锁 / 活锁 / 饥饿） | 🔜 待开始 | ||
| 并发设计模式（生产者-消费者 / 线程安全单例 DCL / 对象池） | 🔜 待开始 | ||
| 虚拟线程（JDK 21 / Project Loom / 结构化并发） | 🔜 待开始 | 🔑 重点，JDK 21+ 必学 | |
| 响应式编程基础（Flow API / Reactive Streams / 背压原理） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| ☕ JVM 原理 | 类加载过程（加载→验证→准备→解析→初始化） | 🔜 待开始 | |
| 双亲委派模型 / 打破双亲委派（Tomcat / SPI）/ 自定义 ClassLoader | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 类初始化时机（<clinit> / 静态块 / 六种触发情形） | 🔜 待开始 | ||
| 运行时数据区（堆 / 栈 / 方法区 / 元空间 / PC 寄存器） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 对象内存布局（对象头 / Mark Word / 实例数据 / 对齐填充） | 🔜 待开始 | synchronized 锁升级的基础 | |
| 堆内存分代（Eden / Survivor / 老年代 / TLAB / 对象晋升） | 🔜 待开始 | ||
| 逃逸分析（栈上分配 / 标量替换 / 同步消除） | 🔜 待开始 | ||
| GC 基础（可达性分析 / GC Roots / 四种引用 / finalize） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| GC 算法（标记-清除 / 标记-整理 / 复制算法） | 🔜 待开始 | ||
| 垃圾收集器（Serial / Parallel / CMS / G1 / ZGC / Shenandoah） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| GC 调优（GC 日志解读 / OOM 排查 / JVM 参数体系） | 🔜 待开始 | 🔑 重点，生产必备 | |
| 字节码与 JIT（.class 格式 / 字节码指令 / C1/C2 分层编译 / 热点探测） | 🔜 待开始 | ||
| JIT 优化（方法内联 / 逃逸分析 / 锁消除 / 标量替换）/ AOT / GraalVM | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 🔌 IO / NIO 体系 | IO 模型理论（五种 IO 模型概览） | 🔥 进行中 | Part1 |
| BIO（单线程阻塞 / 每连接一线程 / 线程爆炸问题） | 🔥 进行中 | Part2~Part3 | |
| NIO 基础（Buffer 三指针状态机 / Channel 类型体系） | 🔥 进行中 | Part4~Part5，🔑 重点 | |
| NIO 网络 IO（Selector + epoll / SelectionKey / 完整 NIO Server） | 🔥 进行中 | Part6~Part8，最难，反复看 | |
| 零拷贝（transferTo / mmap / 小文件陷阱 / 性能对比） | 🔥 进行中 | Part9~Part13，🔑 重点 | |
| NIO 文件 IO（FileChannel / MappedByteBuffer / NIO.2 Path API） | 🔥 进行中 | Part14~Part16 | |
| Netty 设计原理（EventLoop 线程模型 / Pipeline / ByteBuf / 粘包拆包） | 🔥 进行中 | Part17~Part19，仅原理层 | |
| 开源框架 IO 解析（Kafka IO 体系 / 四大框架横向对比） | 🔥 进行中 | Part20~Part21 | |
| NIO.2 进阶（异步 AsynchronousFileChannel / WatchService） | 🔥 进行中 | Part22 | |
| 虚拟线程（Project Loom / JDK 21 Virtual Thread） | 🔥 进行中 | Part23 | |
| 零拷贝性能对比演示（传统拷贝 vs transferTo vs mmap） | 🔥 进行中 | ZeroCopyDemo | |
| 🧮 算法与数据结构 | 复杂度分析（时间 / 空间 / Big-O / 均摊分析） | 🔜 待开始 | |
| 线性结构（数组 / 链表 / 栈 / 队列 / 双端队列） | 🔜 待开始 | ||
| 树结构（二叉树 / BST / AVL 树 / 红黑树 / B+ 树 / Trie） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 堆与优先队列（最大堆 / 最小堆 / 堆排序 / PriorityQueue 原理） | 🔜 待开始 | ||
| 哈希表（哈希函数 / 冲突解决 / 负载因子 / HashMap 扩容原理） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 图（BFS / DFS / Dijkstra / 拓扑排序） | 🔜 待开始 | ||
| 排序算法（归并 / 快排 / 堆排 / 计数 / 基数 / 稳定性分析） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 搜索算法（二分搜索 / DFS / BFS） | 🔜 待开始 | ||
| 动态规划（DP 思路 / 记忆化搜索 / 背包 / LCS） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 回溯（全排列 / 子集 / N 皇后 / 剪枝） | 🔜 待开始 | ||
| 贪心（区间调度 / Huffman / 最小生成树）/ 字符串算法（KMP） | 🔜 待开始 | ||
| 🎨 设计模式 | 创建型（单例 / 工厂方法 / 抽象工厂 / 建造者 / 原型） | 🔜 待开始 | |
| 结构型（代理 / 装饰器 / 适配器 / 外观 / 组合 / 桥接 / 享元） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 行为型（责任链 / 观察者 / 策略 / 命令 / 模板方法） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 行为型（迭代器 / 状态 / 访问者 / 解释器 / 中介者 / 备忘录） | 🔜 待开始 | ||
| 模式在 JDK 中的应用（BufferedInputStream / PriorityQueue / Iterator 等） | 🔜 待开始 | 结合源码理解 | |
| 模式在 Spring 中的应用（AOP / IoC / MVC / 事件机制） | 🔜 待开始 | 原理层了解 | |
| 并发场景下的设计模式（线程安全单例 DCL / 生产者消费者） | 🔜 待开始 | 与并发深度结合 | |
| 面向对象设计原则（SOLID / DRY / KISS / YAGNI / 迪米特法则） | 🔜 待开始 | 🔑 重点，工程素养核心 | |
| 架构模式基础（分层架构 / 六边形 / 事件驱动 / CQRS / 管道过滤器） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 🖥️ 计算机基础理论 | 操作系统：进程 vs 线程 / 上下文切换 / 协程 / 用户态 vs 内核态 | 🔜 待开始 | 穿插学习 |
| 操作系统：内存管理 / 虚拟内存 / 分页机制 / Page Cache / mmap | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 操作系统：IO 多路复用（select / poll / epoll LT & ET 两种模式） | 🔜 待开始 | 穿插学习，🔑 重点 | |
| 操作系统：进程调度（CFS / 优先级 / 时间片）/ 同步原语（互斥锁/自旋锁/信号量） | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 操作系统：进程间通信 / 文件系统 / 死锁四条件与排查 | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机网络：协议分层（OSI / TCP/IP） | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机网络：TCP（三次握手 / 四次挥手 / 流量控制 / 拥塞控制） | 🔜 待开始 | 穿插学习，🔑 重点 | |
| 计算机网络：HTTP/1.1 vs HTTP/2 vs HTTP/3（QUIC） | 🔜 待开始 | 穿插学习，🔑 重点 | |
| 计算机网络：HTTPS / TLS 握手原理 / 证书链验证 | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机网络：UDP 特性 / QUIC 可靠传输实现 | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机网络：WebSocket 握手协议 / 帧格式 | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机网络：DNS / 网络工具（tcpdump / Wireshark） | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机网络：网络安全基础（ARP 欺骗 / DNS 劫持 / MITM） | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机原理：CPU 多级缓存 / 缓存行 / 伪共享（False Sharing） | 🔜 待开始 | 穿插学习，volatile 硬件基础 | |
| 计算机原理：内存屏障（StoreStore / LoadLoad 等）/ volatile 实现 | 🔜 待开始 | 穿插学习，🔑 重点 | |
| 计算机原理：CPU 指令重排 / 乱序执行 / happens-before 硬件根因 | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机原理：CPU 流水线（冒险/分支预测/超标量）/ 数值表示（IEEE 754 / 大小端） | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 计算机原理：DMA 原理 / sendfile 系统调用 / 零拷贝硬件基础 | 🔜 待开始 | 穿插学习 | |
| 编译原理：词法分析 / 语法分析 / AST / 语义分析 | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 编译原理：javac 编译过程 / APT 注解处理器 / Lombok 原理 | 🔜 待开始 | 了解为主，与 JVM 呼应 | |
| 编译原理：JIT 即时编译（与 JVM 板块呼应）/ invokedynamic | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 编译原理：运行时（栈帧/动态链接）/ 正则表达式引擎（NFA vs DFA / ReDoS） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 🔬 优秀源码研读 | JDK — 集合框架（HashMap / ConcurrentHashMap / ArrayList / TreeMap） | 🔜 待开始 | 🔑 重点，印证数据结构 |
| JDK — 并发工具（AQS / ReentrantLock / ThreadPoolExecutor） | 🔜 待开始 | 🔑 重点，印证并发深度 | |
| JDK — IO 体系（InputStream 装饰器链 / FileChannel / Selector） | 🔜 待开始 | 印证 IO/NIO 体系 | |
| JDK — JVM 相关（String / Integer 缓存 / Reference 引用链） | 🔜 待开始 | 印证 JVM 原理 | |
| JDK — 函数式（Stream 实现 / CompletableFuture / ForkJoinPool） | 🔜 待开始 | 印证函数式 + 并发 | |
| Kafka — 存储层（Log / LogSegment / OffsetIndex） | 🔜 待开始 | 印证 mmap / 顺序写 | |
| Kafka — 网络层（Selector / KafkaChannel / Processor） | 🔜 待开始 | 印证 NIO Selector 原理 | |
| RocketMQ — 存储（CommitLog mmap 写 / ConsumeQueue / IndexFile） | 🔜 待开始 | 印证 mmap 实战应用 | |
| RocketMQ — 网络通信（Netty 通信层 / RemotingCommand 协议） | 🔜 待开始 | 印证 Netty Pipeline 原理 | |
| RPC — Dubbo SPI 机制（ServiceConfig / Invoker / Protocol SPI） | 🔜 待开始 | 理解微内核 + SPI 设计 | |
| RPC — gRPC 协议原理（HTTP/2 帧结构 / Protobuf 二进制协议） | 🔜 待开始 | 印证 HTTP/2 协议原理 | |
| 🔐 信息安全基础 | 密码学基础（对称加密 AES / 非对称加密 RSA / ECC） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 |
| 哈希函数（SHA-256 / SHA-3）/ 消息认证码（HMAC）/ 数字签名 | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 公钥基础设施（X.509 证书 / CA 链 / 证书吊销）/ 密钥派生（PBKDF2 / bcrypt） | 🔜 待开始 | ||
| 常见攻击与防御（SQL 注入 / XSS / CSRF / 反序列化漏洞 / 计时攻击） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| Java 安全 API（MessageDigest / Cipher / SSLContext / JSSE） | 🔜 待开始 | ||
| JWT 原理（Header.Payload.Signature / alg:none 漏洞） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| OAuth 2.0 原理（四种授权模式 / Access Token / PKCE） | 🔜 待开始 | ||
| 🏛️ 软件工程基础 | 测试理论（测试金字塔 / JUnit 5 / Mockito / TDD / BDD） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 |
| 测试覆盖率（JaCoCo）/ 契约测试（Pact）/ 集成测试（Testcontainers） | 🔜 待开始 | ||
| 代码质量工程（代码异味 / 重构手法 / SonarQube / SpotBugs / ArchUnit） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| Git 深度（三棵树 / rebase vs merge / bisect）/ 分支策略（Trunk Based） | 🔜 待开始 | ||
| CI/CD 基础（构建流水线 / 制品管理 / 蓝绿部署概念） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 技术债务管理 / ADR 架构决策记录 / Javadoc 规范 | 🔜 待开始 | ||
| 📐 数学基础 | 离散数学（集合论 / 逻辑 / 图论基础） | 🔜 待开始 | 了解为主 |
| 组合数学（排列组合 / 容斥原理 / 鸽巢原理） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 数论基础（模运算 / 费马小定理 / 辗转相除）密码学支撑 | 🔜 待开始 | 🔑 重点（密码学基础） | |
| 概率统计（贝叶斯 / 常见分布 / 期望方差） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 概率工程应用（布隆过滤器 / 一致性哈希 / 随机化算法） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 线性代数基础（矩阵/特征值/SVD）工程应用（AI/PageRank） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 🚀 性能工程 | 性能分析方法论（USE / RED / Amdahl 定律 / 利特尔法则） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 |
| JMH 基准测试（@Benchmark / @Warmup / 常见陷阱） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 火焰图与性能剖析（async-profiler / JFR / VisualVM） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| JVM 性能调优（GC 日志解读 / Heap Dump / MAT / TLAB 调优） | 🔜 待开始 | 🔑 重点，生产必备 | |
| 系统性能优化（算法层 / JVM 层 / IO 层 / 并发层 / 缓存友好代码） | 🔜 待开始 | ||
| 压测工具（Gatling / JMeter / wrk）/ 负载模型设计 | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 🐛 调试与问题排查 | JVM 诊断工具链（jstack / jmap / jstat / jcmd / jconsole） | 🔜 待开始 | 🔑 重点，生产必备 |
| Arthas 线上诊断（方法追踪 / 字节码反编译 / 热更新 / 类加载分析） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| JFR + JMC 低开销生产剖析 / 常见问题排查手册（CPU 100% / OOM / 死锁） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| Linux 生产排查（top / vmstat / iostat / strace / tcpdump） | 🔜 待开始 | 🔑 重点 | |
| 日志分析（grep / awk / tail -f / ELK 体系基础）/ 内核参数调优（ulimit / tcp_backlog） | 🔜 待开始 | ||
| 🔭 前沿技术趋势 | Java 平台演进（Loom ✅ / Panama / Valhalla / Amber / Leyden） | 🔜 待开始 | 了解为主 |
| 云原生基础（Docker 原理 / K8s 核心概念 / 服务网格 / GraalVM Native） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| 跨语言视野（Rust 所有权 / Go goroutine / WASM / Python GIL） | 🔜 待开始 | 了解为主 | |
| AI 时代的 Java 开发（Spring AI / LangChain4j / Copilot 友好设计） | 🔜 待开始 | 了解为主 |
# 编译整个项目
mvn compile
# 运行 IO/NIO 全体系演示（推荐从这里开始）
java -cp target/classes org.example.java_base_test.io.nio.NIODemo
# 运行多 Agent 系统演示
java -cp target/classes org.example.java_base_test.multi_agent.MultiAgentDemo| 项目 | 定位 | 内容 |
|---|---|---|
本项目（java_study） |
基础理论 | Java 语言核心（含 SPI/字节码增强/序列化）、JVM 原理、IO/NIO 体系、并发深度（含虚拟线程/响应式）、数据结构与算法、设计模式与设计原则、计算机基础理论（OS/网络/原理/编译）、信息安全基础（密码学/攻防）、软件工程基础（测试/重构/CI）、数学基础、性能工程（JMH/火焰图）、调试与问题排查（Arthas/JFR）、前沿技术趋势 |
java_fullstack_ai_agent_study |
工程实践 | Spring 生态、分布式架构、大数据生态、存储中间件、风控爬虫、数据分析、多语言、前端、AI/Agent 系统接入（做系统） |
ai_coding_harness_engineering_study |
AI 工程 | AI 编程方法论、上下文工程、AI 工具工程化、Harness 理论、AI Coding 工具链（Claude Code / Cursor / Codex）、AI 算法与大模型理论、Agent 开发（用 AI 提效） |
| 日期 | 版本 | 内容 |
|---|---|---|
| 2025-05 | v0.1.0 | 初始化项目，建立基础目录结构 |
| 2025-05 | v0.2.0 | 完成 IO/NIO 全体系（Part1~Part23），含七层递进路线图与生活场景类比 |
| 2025-05 | v0.3.0 | 新增多 Agent 系统架构演示（multi_agent/），Orchestrator-Worker 模式 |
| 2025-05 | v0.4.0 | 重构 NIODemo 为多 Agent 模式（io/nio/show_multi_agent/），23 个 Part 拆分为独立文件 |
| 2025-05 | v0.5.0 | 建立各模块 README，新增编译原理模块（compiler_principle/） |
| 2025-05 | v0.6.0 | 新增优秀源码研读方向（source_code_study/），规划 JDK / Kafka / RocketMQ / RPC 四条源码学习路线 |
| 2026-05 | v0.7.0 | 完善 README 地图：补充 Java 语言基础知识点清单、修正阶段编号、细化 IO 目录说明 |
| 2026-06-10 | v0.8.0 | 同步关联项目分工说明：对齐三个项目最新定位描述 |
| 2026-06-10 | v1.0.0 | 全面重构 README：参照项目二、三的格式风格，以项目定位为核心重新梳理全部学习内容；新增「技术版图」章节（学习路线总览 + 8 大板块详细内容）；新增 JVM 原理完整板块（类加载/内存模型/GC/JIT）；拆分并深化 Java 并发深度（volatile/JMM/AQS/CAS/ForkJoin）；重新组织算法与数据结构 + 设计模式板块；补全计算机基础理论（HTTPS/TLS / CPU 流水线 / 内存屏障）；重构学习进度为 HTML 大表格；明确各方向与项目二的边界；新增项目结构树形图 |
| 2026-06-10 | v1.1.0 | 知识体系全面扩充：新增 6 大板块（🔐 信息安全基础 / 🏛️ 软件工程基础 / 📐 数学基础 / 🚀 性能工程 / 🐛 调试与问题排查 / 🔭 前沿技术趋势）；完善已有板块子方向（Java 语言核心新增 SPI/字节码增强/序列化；并发深度新增虚拟线程/响应式/经典并发模型；设计模式新增 SOLID 原则表 + 架构模式基础；计算机基础理论新增进程调度/同步原语/UDP/WebSocket/CPU 流水线/数值表示/正则引擎等）；学习路线总览扩展至 14 大板块；更新学习进度表新增 6 个板块进度跟踪 |
| 2026-06-10 | v1.2.0 | 迭代「项目结构」树形图：补充 6 个新增板块规划目录（jvm/ / security/ / software-engineering/ / math/ / performance/ / debugging/ / frontier/）；完善各目录子目录与注释；修正计算机基础理论目录表示（各模块独立同级）；为已有目录补充板块标注 Emoji；添加「已有 vs 规划」说明注释 |
| 2026-06-10 | v1.3.0 | 新增「📋 JDK 版本特性速查」子节：在「🔭 前沿技术趋势」板块中新增 JDK 8 / JDK 11 / JDK 17 / JDK 21 / JDK 22-24 各版本关键特性速查表，涵盖 Lambda/Stream（8）、HTTP Client/var（11）、record/sealed/文本块（17）、虚拟线程/结构化并发/模式匹配（21）、Panama/Gather/ScopedValues（22-24）；新增版本选型建议表 |
持续更新中 🚀 · 打好地基，才能盖高楼