☕ Java 学习路线

133 个互动教程

Java 封装继承多态

private/protected/public、extends、@Override、super

Java 文件 IO

FileReader/FileWriter/BufferedReader/Files 工具类

Java 多线程

Thread/Runnable/ExecutorService/Callable

CyclicBarrier 让多线程在屏障点同步等待

CyclicBarrier 允许一组线程相互等待，直到所有线程都到达一个公共屏障点，适合分阶段并行任务。

Files.walk 优雅遍历文件目录树

Files.walk 返回以深度优先方式遍历文件树的 Stream，支持过滤、搜索等操作，是 Java NIO 的便捷工具。

Gradle task 定义与依赖配置

Gradle 构建脚本中通过 task 关键字定义任务，可配置 dependsOn、doLast 等控制执行顺序和行为。

Java 开发环境搭建 — JDK安装与第一个程序

从零搭建Java开发环境：JDK下载安装、环境变量配置、第一个Hello World程序、IDE选择（IntelliJ IDEA vs Eclipse）

Java 反射机制

Java反射：Class类获取、动态创建对象newInstance、获取/调用方法Method.invoke、访问私有字段setAccessible、注解信息获取、反射性能影响和替代方案

Java 函数式编程深入

Java函数式编程：Function<T,R>/Consumer<T>/Supplier<T>/Predicate<T>函数式接口、Optional避免空指针、Stream的collect(Collectors.groupingBy/partitioningBy)

Java CompletableFuture 异步编程

CompletableFuture：supplyAsync异步执行、thenApply/thenAccept/thenCompose链式调用、allOf/anyOf组合、异常处理exceptionally、超时控制completeOnTimeout

Java 模块系统 JPMS

Java 9+模块系统：module-info.java定义、requires导出、exports公开、opens反射开放、ServiceLoader服务加载、与Maven/Gradle集成

Java Sealed Classes 密封类

Java 17密封类：sealed关键字限制子类、permits声明允许的子类、non-sealed开放继承、与Pattern Matching模式匹配配合（switch穷尽性检查）

Java Stream teeing 收集器

Stream teeing：Collectors.teeing同时执行两个收集器再合并、统计平均值和总数一次遍历、与groupingBy/partitioningBy配合、复杂聚合场景

Java Foreign Function & Memory API

Java 19+外部函数与内存API：替代JNI、MemorySegment管理堆外内存、MemoryLayout描述内存布局、Linker调用C函数、与Panama项目

Java Lombok 代码简化

Lombok库：@Data/@Getter/@Setter/@Builder/@AllArgsConstructor、@Slf4j日志、@SneakyThrows异常处理、与IDE/编译器配合、争议与替代（Java Record）

Java MapStruct 对象映射

MapStruct：编译期生成映射代码（非反射）、@Mapping注解字段映射、嵌套对象映射、表达式expression、与BeanUtils.copyProperties性能对比

Java 基本数据类型与变量

Java八大基本数据类型详解：byte/short/int/long/float/double/char/boolean。类型转换（自动/强制）、变量命名规范、final常量

Spring JPA Auditing 审计

JPA审计：@CreatedDate/@LastModifiedDate/@CreatedBy/@LastModifiedBy自动填充、AuditorAware获取当前用户、@EntityListeners(AuditingEntityListener.class)、历史版本表

Hibernate 缓存策略

Hibernate缓存：一级缓存Session/二级缓存SessionFactory（EhCache/Hazelcast/Redis）、查询缓存Query Cache、@Cacheable/@Cache注解、缓存策略（READ_ONLY/NONSTRICT_READ_WRITE/READ_WRITE/TRANSACTIONAL）

Micronaut 微服务框架

Micronaut框架：编译时DI（无反射/启动快/内存低）、@Singleton/@Prototype、AOP编译时织入、GraalVM原生镜像native-image、与Spring Boot对比

Java JMH 基准测试

JMH微基准测试：@BenchmarkMode/@State/@Setup/@TearDown、Blackhole防止死代码消除、JVM预热Warmup、Fork分叉隔离JVM、常见的基准测试陷阱（JIT/DCE/Optimization）

Gradle 构建工具深入

Gradle深入：build.gradle.kts（Kotlin DSL）、Task定义（dependsOn/doLast/doFirst）、Plugin插件、多项目构建Multi-project、依赖管理（api vs implementation vs compileOnly）

Java 字符串处理性能

Java字符串性能：String不可变性/常量池、StringBuilder（非线程安全/更快）vs StringBuffer（线程安全）、StringJoiner/String.join()、Java 9+ Compact Strings压缩（Latin-1→byte[]/UTF-16→byte[]）

Java 异常处理最佳实践

Java异常最佳实践：Checked vs Unchecked选型、try-with-resources自动关闭（AutoCloseable）、自定义异常类设计、异常链（initCause/getCause）、不要吞异常/不要用异常控制流

Java Switch 表达式新特性

Java 14+ Switch表达式：->箭头语法、yield返回值、多标签case、穷尽性检查（sealed class配合）、与旧switch语句对比、模式匹配switch（Java 17+）

Java 日志框架选型

Java日志体系：JUL(java.util.logging)→Log4j→SLF4J门面+Logback实现→Log4j2、MDC(Mapped Diagnostic Context)追踪请求ID、异步日志Async Logger、结构化日志JSON格式

Java Record 深入

Java 14+ Record深入：record自动生成构造器/accessor/equals/hashCode/toString、紧凑构造器Compact Constructor（参数验证/防御性拷贝）、Record也可实现接口/sealed、不能继承/不能扩展

反射与动态代理：运行时生成代理对象

Java 动态代理通过 InvocationHandler 接口和 Proxy 类，在运行时创建实现指定接口的代理实例，用于 AOP、日志等。

Java 运算符与表达式

Java运算符全解：算术、赋值、比较、逻辑、位、三元运算符。运算符优先级表、自增自减陷阱

Java Collectors 收集器深入

Stream Collectors深入：toMap键冲突解决（BinaryOperator参数）/groupingBy多级分组（groupingBy嵌套）/partitioningBy分区（分为true/false两组）/collectingAndThen后处理/mapping子映射/flatMapping展平

Java instanceof 模式匹配

Java 16+ instanceof模式匹配：if (obj instanceof String s)直接绑定变量（无需显式转换）、作用域（绑定变量在if的true分支可见）、与switch模式匹配对比

Java Foreign Memory API

Java 19+ Foreign Memory API（孵化为正式）：MemorySegment（堆外内存/手动管理）MemoryLayout结构化布局、Arena作用域控制生命周期、与Unsafe类对比（安全/类型化/不易泄露）

Java Files 类现代文件操作

Java NIO.2 Files类：Files.readString/writeString(Java 11)/readAllLines/walk/walkFileTree、Files.copy/move/delete/createDirectory/createTempFile、FileAttribute文件属性（POSIX/DOS/ACL）

Java 序列化

Java序列化机制：ObjectOutputStream.writeObject/ObjectInputStream.readObject、Serializable接口（marker interface）、serialVersionUID版本控制、transient字段跳过序列化、Externalizable自定义序列化、安全警告（反序列化漏洞）

Java Path API 深入

Java Path深入：Path接口（不可变/层次化路径）、Paths.get创建、resolve解析相对路径、relativize计算相对路径、normalize规范化路径（消除.和..）、PathMatcher glob匹配文件

Java try-with-resources 深入

try-with-resources深入：AutoCloseable接口（比Closeable更广）、声明资源的顺序与关闭逆序、catch/finally与try-with-resources组合（可以有catch和finally）、Java 9+有效final变量优化

Java Vector API SIMD

Java 16+ Vector API孵育（SIMD单指令多数据并行计算/替代手写JNI C扩展）：VectorSpecies/FloatVector/IntVector、向量化运算比标量循环快2-16倍、适用场景（矩阵运算/图像处理/ML推理）

Java ZGC 低延迟垃圾回收器

ZGC（Z Garbage Collector/Java 11实验/15生产可用/21分代ZGC）：目标停顿<1ms、支持TB级堆、着色指针Colored Pointers/读屏障Load Barrier、对比G1GC/ParallelGC/Shenandoah、适用场景（低延迟交易/游戏服务器）

Java Panama 外部函数与内存

Project Panama外部函数与内存API：jextract工具从C头文件生成Java绑定、MemorySegment/MemoryLayout、Linker.downcallHandle调用C函数、彻底替代JNI（更安全/更简单/纯Java）

Java 控制流程 — if/else/switch/循环

Java流程控制：if/else if/else、switch/case（传统+箭头语法）、for/while/do-while循环、break/continue、标签

Java Security Manager 已弃用与替代

Java Security Manager在JDK 17标记弃用/JDK 18+动态移除：SecurityManager/Sandbox沙箱历史、弃用原因（复杂/性能/绕过/CVE漏洞频发）、替代方案（OS容器安全/AppArmor/SELinux/seccomp/最小权限Docker容器/K8s安全上下文）

Java 枚举进阶

Java枚举进阶：枚举构造器+字段+方法（不是简单的常量集合）、实现接口、枚举特定方法体（每个枚举常量覆盖方法/策略模式）、EnumSet/EnumMap比HashSet/HashMap更高效（位向量/数组索引）、枚举单例模式（Effective Java推荐的最安全单例实现）

Java 22+ FFM API最终化（Foreign Function & Memory API替代JNI）：Linker.nativeLinker()/downcallHandle调用C函数、Arena管理内存生命周期(confined/shared/ofAuto)、MemorySegment分配堆外内存零拷贝与C共享、FunctionDescriptor描述C函数签名、vs JNI对比（纯J

Java Scoped Values 作用域值

Java 20+ Scoped Values（替代ThreadLocal的不可变/轻量级/结构化并发友好/虚拟线程友好）：ScopedValue.newInstance()创建/ScopedValue.where(key,value).run(()→{...})、继承性vs ThreadLocal InheritableThreadLocal、与Structured Concurrency结构化并

Java 18 Simple Web Server

Java 18+ jwebserver命令行简单Web服务器(类似Python http.server但内置JDK)：jwebserver启动(-p 端口/-d目录)、SimpleFileServer.createFileServer编程API、用于快速原型/文件共享/测试/教育场景（非生产用）

Java var 局部变量类型推断

Java 10+ var局部变量类型推断：var list=new ArrayList<String>()（编译器从右侧推断类型/可读性提升/不可滥用在不明确的场合）、var在for循环/增强for循环/try-with-resources中的使用、var不能用于字段/方法参数/返回类型/无初始化/多变量声明

Java Record vs Lombok 对比

Java Record vs Lombok @Data全面对比：Record(POJ/不可变/语义清晰/自动equals/hashCode/toString/accessor/紧凑构造器/JDK内置)vs Lombok(可变/灵活/@Builder/@Slf4j/@AllArgsConstructor等丰富注解/需额外依赖和插件/编译期代码生成/社区争议)

Java Stream 并行流深入

并行流Parallel Stream深入：stream().parallel()/parallelStream()、ForkJoinPool.commonPool()公共线程池控制、并行流何时有效(CPU密集/大数据量>万/独立操作/ArrayList优于LinkedList可高效拆分)、并行流陷阱(阻塞/同步/stateful lambda/小数据)

Java Null 处理演进

Java Null处理从过去到现在：null地狱到@Nullable/@NonNull注解再到Optional(Java 8)再到Records再到Valhalla项目(将来值类型/不再可为null的Primitive Objects)

Java jpackage 打包工具

jpackage(Java 14+)创建原生安装包：jpackage --input --main-jar --main-class --name --type msi/deb/rpm/pkg/dmg/exe、生成.msi/.deb/.rpm/.dmg/.pkg原生格式(含Java运行时捆绑jlink --add-modules创建定制JRE)、与Launch4j/WinRun4J/izpack对

Java JFR JDK Flight Recorder

JDK Flight Recorder(JFR/低开销JVM性能剖析/生产环境可用)：jcmd JFR.start/JFR.dump/JFR.stop、JFR Event事件各种类型、JDK Mission Control JMC可视化分析JFR文件

注解处理器 APT：编译时生成代码

APT（Annotation Processing Tool）在编译阶段扫描注解，自动生成 Java 源文件或辅助代码，如 Lombok、MapStruct 等框架的核心机制。

Java String 字符串操作

Java字符串不可变性、String池、常用方法（length/charAt/substring/indexOf/replace/split/trim）、StringBuilder/StringBuffer（可变字符串）

Java ArrayList 动态数组

ArrayList vs 数组对比、add/get/set/remove/size/contains/clear方法、遍历方式、排序（Collections.sort/Comparator）、泛型

Java HashMap 键值对集合

HashMap的put/get/remove/containsKey/keySet/values/entrySet方法、遍历Map的几种方式、HashMap工作原理简述、TreeMap/LinkedHashMap区别

Java Optional 类：优雅避免空指针

学习使用 Optional 容器对象安全地处理可能为 null 的值，告别繁琐的空检查。

Java 面向对象：类与对象

Java类的定义、对象创建(new)、构造方法（无参/有参/this()调用）、实例变量vs类变量(static)、this关键字、toString()重写

Java Stream 进阶：收集器与并行流

深入掌握 Stream API 的高级特性，包括自定义 Collector、分组、分区以及并行流性能调优。

Java Record 类：不可变数据载体

学习使用 record 关键字简洁地创建纯数据类，自动生成构造器、equals、hashCode 和 toString。

Java 抽象类与接口

abstract抽象类（不能实例化、抽象方法）、interface接口（implements实现、多接口、默认方法default、静态方法）、抽象类vs接口选择指南

Java Switch 表达式：模式匹配与箭头语法

掌握增强的 switch 表达式，支持箭头语法、多标签匹配和返回值，使条件分支更简洁安全。

Java 异常处理机制

try/catch/finally、受检异常(checked)vs非受检异常(unchecked)、throws声明、throw抛出、自定义异常、try-with-resources自动关闭资源

Java 文本块：多行字符串的优雅写法

学习使用文本块（Text Block）在代码中嵌入 HTML、JSON 或 SQL 等多行文本，摆脱转义困扰。

Java 文件IO操作

File类（创建/删除/判断）、FileReader/FileWriter字符流、FileInputStream/FileOutputStream字节流、BufferedReader/BufferedWriter缓冲流、try-with-resources

Java 密封类：受限的类层次结构

理解密封类如何精确控制哪些类或接口可以继承或实现它，增强领域建模的安全性。

Java Lambda 表达式与Stream API

Lambda语法（参数->表达式/代码块）、函数式接口（Predicate/Function/Consumer/Supplier）、Stream操作（filter/map/sorted/collect/reduce）、方法引用::

Java 模式匹配：类型检查与解构

学习 instanceof 和 switch 中的模式匹配，简化类型检查和对象解构，写出更安全的代码。

Java 虚拟线程：轻量级并发新纪元

探索 Project Loom 带来的虚拟线程，以极低开销创建成千上万个并发任务，简化高并发编程。

Java IO 流 — 字节流与字符流

Java IO流体系：InputStream/OutputStream字节流、Reader/Writer字符流、FileInputStream/FileOutputStream文件流、BufferedInputStream缓冲流、对象序列化ObjectOutputStream

Java HTTP Client：现代 API 调用

学习使用 java.net.http 包中的 HttpClient、HttpRequest 和 HttpResponse 发送同步/异步请求。

Java NIO — 非阻塞IO

Java NIO：Buffer/Channel/Selector三大核心、FileChannel文件通道、内存映射文件MappedByteBuffer、非阻塞网络通信、NIO vs IO选型

Java 模块系统：封装与依赖管理

了解 Java 9 引入的模块化系统（Project Jigsaw），如何定义模块、控制导出和依赖，构建更可靠的应用程序。

Java Record 类：简洁的数据载体

学习使用 Record 快速创建不可变数据类，减少样板代码。

Java Generics 泛型深入

Java泛型：类型擦除、泛型类/接口/方法、有界类型参数extends、通配符?/上界extends/下界super、PECS原则（Producer Extends Consumer Super）

Java 文本块

学习使用文本块优雅地处理多行字符串，告别繁琐的转义和拼接。

Java 虚拟线程：轻量级并发革命

探索 JDK 21 虚拟线程，编写高并发应用而无需担心线程开销。

Java 注解 Annotation

Java注解：内置注解（@Override/@Deprecated/@SuppressWarnings）、元注解（@Target/@Retention）、自定义注解、运行时注解处理（反射）、编译时注解处理（APT）

Java 密封类

理解密封类的概念，控制类的继承层次，提高代码安全性与可维护性。

Java Unsafe类：直接内存操作与底层指针

通过sun.misc.Unsafe类实现直接内存读写、对象字段偏移量计算和CAS操作，揭示JVM底层内存管理机制。

方法句柄与方法表：超越反射的动态调用

使用java.lang.invoke.MethodHandle实现比反射更快的方法调用，并探索invokedynamic指令在Lambda表达式中的应用。

Java外部内存访问：告别Unsafe的现代方案

利用Foreign Memory Access API (JEP 424) 安全地分配和操作堆外内存，支持结构体、指针运算和内存映射文件。

具体化泛型：在运行时保留类型信息的花式技巧

通过Super Type Token、TypeReference和自定义注解模拟泛型具体化，解决Java类型擦除导致的List<String>运行时丢失问题。

异步文件通道与CompletionHandler：非阻塞I/O深度实战

使用AsynchronousFileChannel实现高效文件读写，通过CompletionHandler回调处理完成事件，避免线程阻塞。

VarHandle：现代原子变量与内存排序控制

利用VarHandle替代AtomicInteger，实现灵活的原子更新、内存屏障和Opaque/Release/Acquire语义。

StackWalker：高效栈帧遍历与调用者检测

使用StackWalker API代替Throwable.getStackTrace()，以延迟加载和流式处理方式分析调用栈，并过滤特定类。

ScopedValue：超越ThreadLocal的新型上下文传递

利用ScopedValue（JEP 429）在线程范围内传递不可变上下文，支持结构化并发和自动清理。

编译器树API：动态解析与修改Java源码结构

利用com.sun.source.tree和javax.tools.JavaCompiler将源码解析为抽象语法树（AST），实现自定义校验和代码生成。

Vector API：利用SIMD指令实现数据并行计算

使用JDK 16孵化的Vector API编写平台无关的SIMD代码，自动编译为CPU向量指令（如AVX、NEON），加速数组运算。

JVM中的钉住对象与GC引用屏障

深入探讨JVM中通过玄学引用（PhantomReference）配合垃圾回收器实现的钉住对象机制，解决直接内存与堆内存互操作时的安全回收问题。

基于record的模式匹配与密封类型联合

利用Java 21的record模式与密封类，构建类型安全的代数数据类型（ADT），实现编译器级别的穷举检查。

虚拟线程钉死原理：避免synchronized陷阱

分析虚拟线程在synchronized块中被钉死到平台线程的机制，提供使用ReentrantLock或StructuredTaskScope的改造方案。

值类型初探：JEP 401的inline class与聚合优化

通过Project Valhalla的inline class，学习如何定义无标识的值类型，消除对象头开销，实现类似于C#的struct语义。

外部函数与内存API：安全调用C库

使用FFM API（JEP 454）替代JNI，在Java中直接调用C标准库函数并管理堆外内存，避免native方法复杂性。

结构化并发与作用域值：替代ThreadLocal

利用StructuredTaskScope和ScopedValue，实现任务生命周期内的上下文传递，避免内存泄漏与线程池污染。

向量API实战：手写SIMD加速数值计算

利用Vector API（JEP 460）进行Java层面的单指令多数据（SIMD）编程，实现自动向量化的矩阵乘法。

ClassFile API：字节码操纵的现代方式

使用Java 22的ClassFile API（JEP 466）替代ASM/Javassist，在编译时或运行时修改类定义，构建自定义AOP框架。

Gatling编译预览：提前编译与静态镜像

探索Project Gilead（JEP 467）的提前编译（AOT）能力，将Java应用编译为静态二进制文件，启动时间降至毫秒级。

Continuation泄漏检测：虚拟线程的资源管理

深入虚拟线程的Continuation机制，分析ThreadLocal泄漏与固定线程池导致的Continuation残留，使用JFR事件定位。

虚拟线程钉住现象与逃逸分析

深入剖析Java 21虚拟线程在synchronized块中的钉住（Pinning）机制，借助JFR和逃逸分析工具诊断并发性能瓶颈。

内联类型与值语义的内存模型

探索Project Valhalla引入的内联类型（值类）在JVM内存布局中的零开销扁平化存储，对比引用类型的内存对齐与缓存行污染。

外部函数与内存API：手动内存池与所有权转移

使用FFM API的Arena控制堆外内存的生命周期，实现类似C语言的手动内存管理，并安全地跨线程传递所有权。

Vector API与自动向量化降级策略

分析JVM自动向量化失败的原因，并利用Vector API手动编写SIMD代码，实现跨平台（x86/ARM）的高效数值计算。

定制C调用约定：结构体返回与寄存器优化

通过FFM Linker自定义函数描述符，处理C语言中复杂结构体返回（SRet）和寄存器传递规则，绕过默认的SystemV/Windows calling convention限制。

模式匹配穷尽性证明与密封类类型格

深入Java 21模式匹配的编译器穷尽性检查，利用密封类构建类型格（Type Lattice），并通过自定义switch表达式处理嵌套模式。

结构化并发与作用域值传递：超越ThreadLocal

利用结构化并发（JEP 428）和ScopedValue实现不可变上下文自动传递，避免ThreadLocal的内存泄漏和子线程污染。

编译器树API：在注解处理器中修改源代码

利用javac的Tree API和FileManager，在编译期对源代码进行结构化分析、生成、甚至原地修改，实现自定义代码检查器或代码增强器。

jlink自定义运行时镜像与模块层隔离

利用jlink创建最小化JRE，并通过ModuleLayer实现多版本模块隔离，在单个进程中加载冲突类库。

G1预防性GC与NUMA感知内存分配

分析G1垃圾回收器的预防性GC（Preventive GC）策略，并启用NUMA感知优化内存分配，提升多插槽服务器的吞吐量。

Java外部内存访问与Panama API实战

详解Project Panama的Foreign Memory API，绕过JNI直接操作堆外内存与C数据结构。

用Vector API实现SIMD向量化数学运算

使用JDK 16引入的Vector API，在纯Java中编写跨平台SIMD指令。

深度模式匹配：从记录模式到密封类推理

利用JDK 21的最终版模式匹配，实现代数数据类型与解构。

结构化并发：用StructuredTaskScope管理虚拟线程生命周期

基于JEP 428的结构化并发，在作用域内统一管理子任务失败与取消。

顺序集合接口：统一有序集合的增删改查

JDK 21新增SequencedCollection, SequencedSet, SequencedMap，解决倒序遍历与首尾操作缺失。

未命名模式与变量：用下划线优化代码可读性

JDK 21引入的_关键字，在模式匹配与lambda中忽略无关参数。

手写C库FFI桥接：用Linker API代替JNI

通过Panama Linker API直接从Java调用本地C函数，无需任何C代码。

作用域值：替代ThreadLocal的高效上下文传递

利用JEP 446的ScopedValue实现不可变、继承性上下文，零开销于虚拟线程。

运行时字节码生成：用ASM框架动态创建类与方法

不依赖javac，直接在内存中构造字节码并加载，实现AOP与代理。

G1GC调优黑盒：深入理解Region与停顿预测模型

超越-Xms，调整G1的Region大小、混合GC触发阈值与自适应IHOP。