LevelUp｜课程总纲（融合版）

版本定位：以 Cocos Creator 2.4.x 为主线，从 Creator 业务开发逐步进入引擎运行机制、资源系统、渲染、性能、JSB 与 Modern C++，再根据职业方向进入引擎专项或 C++ 服务端专项。

一、课程目标

这套课程不以记忆 API 或逐行背源码为目标，而是建立一条可以用于开发、排错和优化的完整认知链：

业务代码
↓
Node / Component 状态变化
↓
生命周期与 Engine Loop 调度
↓
Scene / Prefab / Asset 运行时对象
↓
Transform / Renderer
↓
CPU / GPU / Memory
↓
JavaScript Engine / JSB / C++

完成公共主线后，应具备以下能力：

1. 能解释常用 Creator API 背后的运行流程。
2. 能判断逻辑发生在业务层、引擎层、资源层、渲染层还是原生层。
3. 能使用证据定位帧率、卡顿、内存和加载问题。
4. 能沿调用链阅读相关引擎源码，而不是盲目搜索答案。
5. 具备继续学习 Cocos 引擎、实时渲染或 C++ 服务端的共同基础。

二、版本与内容边界

• 主线版本固定为 Cocos Creator 2.4.x。
• 2.0～2.3 与 2.4 的 API 差异在对应课程中单独标注。
• Creator 3.x 只作为迁移对照，不混入 2.x 主流程。
• 源码用于验证执行链和设计原因，不要求记忆内部私有 API。
• Scene、Prefab、动画等序列化资源只讲原理和编辑器操作，不要求手工修改序列化文件。
• .meta 与 UUID 只讲 AssetDB 生成、引用和迁移机制，不手工伪造或修改 UUID。

三、总体路线

Phase 1｜Cocos 公共核心

Stage01  Creator2x Foundation
→ Stage02 Engine Loop
→ Stage03 Runtime Objects & Assets
→ Stage04 Renderer
→ Stage05 Performance
→ Stage06 JSB & Native Bridge

Phase 2｜共同的 C++ 基础

Stage07 Modern C++ Foundation

Phase 3｜职业方向专项（可选一条，也可先后完成）

路线 A：Engine Architecture → Advanced Rendering → Advanced Performance
路线 B：Linux → Network → Server Engineering → Database → Game Server

公共核心先解决“Creator 为什么这样运行”，Modern C++ 解决“底层代码如何表达这些机制”，专项阶段再决定继续深入客户端引擎还是服务端工程。

四、课程状态与仓库约定

实际课程目录：

docs/002-cocos/进阶课程/

当前状态：

Lesson001 ～ Lesson010：已完成
Lesson011：已完成
Lesson012 ～ Lesson021：补强完成
Lesson022 ～ Lesson036：重写完成
Lesson037 ～ Lesson054：重写完成
Lesson055 ～ Lesson072：重写完成
Lesson073 ～ Lesson080：重写完成
Lesson081 ～ Lesson095：已完成
全部 Lesson012 ～ Lesson095 已按正式课程标准完成或补强

约定：

• 已完成课件不重新编号、不覆盖主题。
• 后续文件延续 LNNN-中文标题.md 的现有形式。
• 当前 02_Egine_Loop 目录名按仓库现状记录；如需纠正拼写，应单独迁移并检查站内链接。
• 后续课程允许根据实际内容拆分或合并，但只调整尚未开始的课程。
• 每个阶段最后安排综合复盘，形成从输入到输出的完整数据流。

Phase 1｜Cocos 公共核心

Stage01｜Creator2x Foundation（Lesson001～010）

状态：已完成

阶段目标：从 API 使用思维转向引擎数据流思维，理解 Node、Component、Transform、Matrix、生命周期和运行状态。

• Lesson001｜为什么 Cocos Creator 开发者必须理解 C++
• Lesson002｜this.node.x = 100 到底发生了什么
• Lesson003｜什么是 World Matrix
• Lesson004｜Transform 为什么要分 position、rotation、scale
• Lesson005｜Node 到底是什么，为什么它是 Creator 的核心
• Lesson006｜Component 是什么，为什么逻辑要挂在组件上
• Lesson007｜Node 和 Component 为什么要分开
• Lesson008｜onLoad、start、update 到底什么时候执行
• Lesson009｜active、enabled、destroy 的区别
• Lesson010｜阶段复习：从 API 到引擎数据流

阶段产出：

API 调用
→ Node / Component 数据变化
→ Dirty Flag / activeInHierarchy / enabled
→ 生命周期、update、事件和渲染受到影响

Stage02｜Engine Loop（Lesson011～021）

阶段目标：看懂游戏从启动、加载场景到每帧结束的完整调度过程。

• Lesson011｜cc.game 启动后发生了什么（已完成）
• Lesson012｜Director.mainLoop：一帧到底怎么跑（已完成）
• Lesson013｜Director 是什么，为什么它是引擎调度中心（已完成）
• Lesson014｜Scene 是什么，加载和切换场景时发生了什么（已完成）
• Lesson015｜Scheduler 和 ComponentScheduler 分别负责什么（已完成）
• Lesson016｜组件生命周期如何注册、启用和移出调度队列（已完成）
• Lesson017｜update、lateUpdate 与 executionOrder（已完成）
• Lesson018｜active、activeInHierarchy、enabled 在当前帧如何改变调度（已完成）
• Lesson019｜schedule、Action、Tween、Animation 的时间由谁推进（已完成）
• Lesson020｜dt、FPS、pause、resume 与 timeScale（已完成）
• Lesson021｜阶段复习：从游戏启动到一帧结束（已完成）

阶段重点数据流：

cc.game.run
→ Director
→ Scene
→ ComponentScheduler / Scheduler
→ update / lateUpdate
→ Transform / Render
→ deferredDestroy
→ 下一帧

Stage03｜Runtime Objects & Assets（Lesson022～036，重写完成）

阶段目标：理解编辑器中的 Scene、Prefab 和资源如何变成运行时对象，以及这些对象如何加载、引用、缓存和释放。

• Lesson022｜Scene 和 Prefab 的序列化数据如何还原成运行时对象（重写完成）
• Lesson023｜UUID、.meta、AssetDB 和属性引用是什么关系（重写完成）
• Lesson024｜instantiate 一个 Prefab 时发生了什么（重写完成）
• Lesson025｜Prefab 实例、属性覆盖与组件引用（重写完成）
• Lesson026｜场景切换、常驻节点与对象生命周期（重写完成）
• Lesson027｜节点事件的捕获、目标和冒泡（重写完成）
• Lesson028｜触摸命中、事件遮挡与坐标转换（重写完成）
• Lesson029｜编辑器导入系统与运行时资源系统的区别（重写完成）
• Lesson030｜resources.load / loadRes 背后的加载流程（重写完成）
• Lesson031｜异步加载、预加载、进度和回调竞态（重写完成）
• Lesson032｜资源依赖图、缓存与引用关系（重写完成）
• Lesson033｜Texture、SpriteFrame、Atlas 为什么不是同一个对象（重写完成）
• Lesson034｜Asset Bundle、远程资源、CDN 与版本管理（重写完成）
• Lesson035｜为什么 destroy 节点不等于释放资源（重写完成）
• Lesson036｜阶段复习：从磁盘资源到运行时对象，再到安全释放（重写完成）

阶段重点数据流：

源文件
→ AssetDB 导入
→ UUID 与依赖关系
→ Bundle / Loader
→ Asset 缓存
→ Scene / Prefab 实例
→ Node / Component 使用
→ 解除引用与释放

Stage04｜Renderer（Lesson037～054，重写完成）

阶段目标：理解“修改一个 Node”最终如何变成 GPU 上的像素，并能解释 DrawCall、合批和 Overdraw 的来源。

• Lesson037｜Cocos 2.x 渲染流程总览（重写完成）
• Lesson038｜Transform Dirty 如何在渲染阶段得到最终 World Matrix（重写完成）
• Lesson039｜Local、World、View、Screen 坐标如何转换（重写完成）
• Lesson040｜Camera、可见性判断与渲染顺序（重写完成）
• Lesson041｜Sprite 从 SpriteFrame 到 RenderData 经历了什么（重写完成）
• Lesson042｜Assembler 如何生成顶点、UV、颜色和索引数据（重写完成）
• Lesson043｜Label 为什么通常比 Sprite 更复杂（重写完成）
• Lesson044｜Material、Effect、Technique、Pass、Shader 的关系（重写完成）
• Lesson045｜Vertex Shader 和 Fragment Shader 分别做什么（重写完成）
• Lesson046｜Texture、Sampler、纹理格式与显存（重写完成）
• Lesson047｜Blend、Depth、Stencil 与 Render State（重写完成）
• Lesson048｜DrawCall 是什么，CPU 在提交什么（重写完成）
• Lesson049｜两个 Sprite 在什么条件下可以合批（重写完成）
• Lesson050｜哪些状态变化会打断合批（重写完成）
• Lesson051｜Dynamic Atlas 如何降低 DrawCall（重写完成）
• Lesson052｜Mask、Graphics、Spine、Particle 的特殊渲染成本（重写完成）
• Lesson053｜Overdraw 与 Fill Rate：DrawCall 不高为什么仍然会卡（重写完成）
• Lesson054｜阶段复习：一次 UI 修改如何经过 Renderer 到达 GPU（重写完成）

阶段重点数据流：

Node / Component 状态
→ Transform / RenderData
→ Assembler
→ Material / Texture / Render State
→ Batch
→ DrawCall
→ GPU Pipeline
→ Screen

Stage05｜Performance（Lesson055～072，重写完成）

阶段目标：从凭经验优化升级为“提出假设、采集证据、实施修改、对比验证”。

• Lesson055｜性能问题的四个维度：CPU、GPU、Memory、IO（重写完成）
• Lesson056｜FPS、Frame Time、刷新率与帧预算（重写完成）
• Lesson057｜Creator Profiler 应该怎么看（重写完成）
• Lesson058｜CPU 性能：一帧时间花在哪里（重写完成）
• Lesson059｜GPU 性能：DrawCall、Overdraw、带宽和 Fill Rate（重写完成）
• Lesson060｜Texture Memory：图片为什么最容易吃掉内存（重写完成）
• Lesson061｜Node 和 Component 太多为什么会慢（重写完成）
• Lesson062｜Widget、Layout、ScrollView 的刷新与遍历成本（重写完成）
• Lesson063｜JavaScript GC 与高频临时对象（重写完成）
• Lesson064｜对象池解决了什么，又可能制造什么问题（重写完成）
• Lesson065｜Event、Scheduler、闭包和监听器泄漏（重写完成）
• Lesson066｜load、preload、缓存与加载峰值（重写完成）
• Lesson067｜资源释放、场景切换与内存不下降（重写完成）
• Lesson068｜Label、Animation、Particle 的常见性能问题（重写完成）
• Lesson069｜启动速度、首屏时间与分阶段加载（重写完成）
• Lesson070｜微信小游戏的包体、内存、渲染与平台限制（重写完成）
• Lesson071｜性能实战：完整排查一次页面打开卡顿（重写完成）
• Lesson072｜阶段复习：建立可复现、可量化的性能证据链（重写完成）

性能分析固定流程：

稳定复现
→ 明确指标和设备
→ 判断 CPU / GPU / Memory / IO
→ 使用 Profiler 或平台工具采样
→ 找到最大成本
→ 单变量修改
→ 对比验证
→ 记录结论与适用边界

Stage06｜JSB & Native Bridge（Lesson073～080，重写完成）

阶段目标：连接 Creator JavaScript 世界与 C++ 原生世界，为阅读引擎源码和学习 Modern C++ 建立上下文。

• Lesson073｜JavaScript Engine、JSB 与 Cocos2d-x 的关系（重写完成）
• Lesson074｜一个 Creator API 如何沿调用链进入 Native（重写完成）
• Lesson075｜JavaScript 对象与 C++ 对象如何绑定（重写完成）
• Lesson076｜为什么频繁跨 JSB 调用可能很贵（重写完成）
• Lesson077｜GC、引用计数与跨语言对象生命周期（重写完成）
• Lesson078｜Web 与 Native 的运行环境为什么不完全一致（重写完成）
• Lesson079｜主线程、渲染、网络、音频与平台线程边界（重写完成）
• Lesson080｜阶段复习：从 Creator API 定位到原生实现（重写完成）

阶段产出：

TypeScript / JavaScript
→ JavaScript Engine
→ Binding / JSB
→ C++ Engine Object
→ Renderer / Platform API

Phase 2｜Modern C++ 共同基础

Stage07｜Modern C++ Foundation（Lesson081～095）

状态：已完成

阶段目标：不以背语法为目标，理解 C++ 的编译模型、内存、对象生命周期、资源所有权、并发和工程工具。

• Lesson081｜从 .cpp 到可执行文件：预处理、编译与链接（已完成）
• Lesson082｜Stack、Heap、Pointer 与 Reference（已完成）
• Lesson083｜Class、Object、构造、析构与对象生命周期（已完成）
• Lesson084｜RAII：用对象生命周期管理资源（已完成）
• Lesson085｜Copy、Move 与值语义（已完成）
• Lesson086｜unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr 与所有权（已完成）
• Lesson087｜vector、list、map、unordered_map 如何选择（已完成）
• Lesson088｜Iterator、Algorithm 与 Lambda（已完成）
• Lesson089｜Template、泛型代码与编译期实例化（已完成）
• Lesson090｜内存布局、Alignment、Cache 与数据局部性（已完成）
• Lesson091｜Thread、Mutex、Condition Variable（已完成）
• Lesson092｜Atomic、竞态条件与线程安全（已完成）
• Lesson093｜CMake 与一个可维护的 C++ 项目结构（已完成）
• Lesson094｜GDB、Sanitizer、崩溃和内存错误排查（已完成）
• Lesson095｜综合实践：实现并验证一个小型任务系统（已完成）

完成 Stage07 后，可以选择一条专项路线，也可以根据工作目标先后完成两条路线。

Phase 3｜职业方向专项

Phase 3 不再共用 Lesson096 之后的编号，改为两条并排专项路线。这样路线 A 和路线 B 可以独立推进，不会出现编号冲突；两条路线共同依赖 Stage07 的 Modern C++ 基础。

路线 A｜Cocos 引擎、渲染与性能

A1｜Engine Architecture

课件： 08_Cocos_Engine_Route/A1-Engine-Architecture.md（已完成）

目标：遇到不理解的 Creator 行为时，能够自行沿源码找到对象、状态和调用链。

重点主题：

• Cocos Creator 2.x 编辑器、JavaScript Engine、Cocos2d-x 的架构边界
• CCObject、Node、Component 的对象体系
• Director、Scheduler、ComponentScheduler 的源码结构
• Scene、Prefab、反序列化与激活流程
• EventTarget 与输入事件系统
• Asset Library、Loader、依赖与缓存
• JSB 自动绑定、手动绑定与对象生命周期
• 平台适配层与原生源码调试
• 从一个公开 API 定位到最终实现的方法

A2｜Advanced Rendering

课件： 08_Cocos_Engine_Route/A2-Advanced-Rendering.md（已完成）

目标：从理解 Cocos Renderer 进入系统的实时渲染和 GPU 分析。

重点主题：

• GPU 渲染管线与 Render Queue
• Frame Buffer、Render Target、Offscreen Rendering
• Depth、Stencil、Blend 与透明物体排序
• Uniform、UBO、纹理格式和 GPU Memory
• 后处理、模糊和常见屏幕效果
• 光照、阴影、Normal、Tangent 与 PBR 基础
• GPU Instancing 与批量绘制
• RenderDoc / Frame Debugger
• Shader 性能和 GPU 瓶颈分析

A3｜Advanced Performance

课件： 08_Cocos_Engine_Route/A3-Advanced-Performance.md（已完成）

目标：从常规业务优化进入系统级 CPU、GPU、内存和帧稳定性分析。

重点主题：

• CPU Cache、Cache Line、AoS / SoA、Branch Prediction
• 内存分配器、Memory Pool、Arena 与 Fragmentation
• 多线程、锁竞争、False Sharing 与 Job System
• Flame Graph 与 Native Profiler
• CPU / GPU 同步与 Frame Pacing
• 启动、加载、内存峰值和真机专项分析
• Native Crash、符号化与性能回归

A4｜Engine Practice

课件： 08_Cocos_Engine_Route/A4-Engine-Practice.md（已完成）

建议实践：

• 修改并调试一条引擎调用链
• 实现一个自定义渲染组件或 Shader 效果
• 完成一次 DrawCall / Overdraw 专项优化
• 完成一次资源加载与内存峰值专项优化
• 输出包含复现、数据、修改和回归验证的性能报告

路线 B｜C++ Linux 游戏服务端

B1｜Linux Engineering

课件： 09_Cpp_Linux_Server/B1-Linux-Engineering.md（已完成）

目标：能够在 Linux 环境开发、调试、部署并维护一个 C++ 服务。

重点主题：

• 文件系统、Shell、用户和权限
• Process、Thread、Signal、/proc
• gcc、clang、make、cmake
• GDB、Core Dump、Sanitizer
• ps、top、网络和内存排查工具
• 日志、配置、systemd 与优雅退出
• 部署一个可持续运行的 C++ 小服务

B2｜Network

课件： 09_Cpp_Linux_Server/B2-Network.md（已完成）

目标：理解网络 API 背后的协议和操作系统机制，并能实现基础网络服务。

重点主题：

• IP、Port、Socket 与网络分层
• TCP 握手、可靠性、流量控制、拥塞控制和粘包
• UDP 的适用场景
• Blocking、Non-blocking、select、poll、epoll
• Reactor、Event Loop 与连接管理
• 消息边界、序列化、心跳、超时和重连
• HTTP、HTTPS、WebSocket
• 延迟、抖动、丢包和客户端不可信原则
• 实现支持多连接和自定义协议的 TCP Server

B3｜Server Engineering

课件： 09_Cpp_Linux_Server/B3-Server-Engineering.md（已完成）

目标：把 C++、Linux 和 Network 组合成可以维护的服务端工程能力。

重点主题：

• Server Tick、Timer、Task Queue 与 Thread Pool
• Connection、Session 和玩家在线状态
• Async IO、RPC 与错误码
• 日志、配置、监控和健康检查
• 优雅启动、退出、Crash、Core Dump、Watchdog
• 压力测试、容量评估和服务端性能分析

B4｜Database & Cache

课件： 09_Cpp_Linux_Server/B4-Database-Cache.md（已完成）

重点主题：

• MySQL 表设计、索引、事务、锁、Explain、慢查询和连接池
• Redis 常用结构、TTL、Pipeline 和持久化
• 缓存穿透、击穿、雪崩和分布式锁基础
• 数据放在进程、缓存还是数据库的判断依据

B5｜Distributed Systems

课件： 09_Cpp_Linux_Server/B5-Distributed-Systems.md（已完成）

重点主题：

• Gateway、RPC、Message Queue、Publish / Subscribe
• Load Balancing、Service Discovery、Health Check
• Timeout、Retry、Idempotency、Circuit Breaker、Rate Limit
• 分布式 ID、CAP、最终一致性和服务容错
• 灰度发布、横向扩容和可观测性

B6｜Game Server Architecture

课件： 09_Cpp_Linux_Server/B6-Game-Server-Architecture.md（已完成）

重点主题：

• Login、Gateway、Game、Room、Match、Chat、Ranking 服务
• 玩家 Session、状态、存档与房间生命周期
• 匹配、排行榜、邮件、活动和定时任务
• 状态同步、帧同步与 Authoritative Server
• 防作弊、服务重启和玩家恢复

B7｜Production Project

课件： 09_Cpp_Linux_Server/B7-Production-Project.md（已完成）

建议使用一个完整项目串联：

Cocos 客户端
+ C++ Linux 服务端
+ TCP / WebSocket
+ MySQL
+ Redis

项目至少覆盖：登录、长连接、心跳、断线重连、协议、Session、玩家数据、排行榜、匹配、房间、日志、配置、Linux 部署、监控、压测和 Crash 排查。

五、单课结构

课件结构服务于主题，不为了统一目录机械重复。普通机制课与阶段复习课采用不同模板。

普通机制课应包含：

1. 本课目标或一个明确的核心问题。
2. 稳定的心智模型，以及从 API 到引擎内部的数据流。
3. 必要的源码、伪代码、时序图或数据流，用于解释机制而不是装饰目录。
4. 至少一个工程案例。
5. 常见误区和 Creator 版本边界。
6. 练习题与参考答案。
7. 本课总结与下一课预告。

以下内容按需加入，不强制每课重复：

• 前置知识和上节课回顾：当本课存在不明显的知识依赖时加入。
• 验证实验：只在结论需要观察运行时行为、性能数据或版本差异时加入，不要求每课机械设置实验。
• 面试题：普通课只保留真正能检验机制理解的问题，集中面试题放在阶段复习课。
• 官方文档或源码链接：涉及私有实现、弃用 API、小版本差异和平台限制时必须提供。

阶段复习课应包含：

1. 本阶段知识树和完整数据流。
2. 一个跨多课的综合案例或实验。
3. 排查清单、阶段错题和面试题。
4. 可验证的阶段能力与下一阶段入口。

单课应遵守：

• 一课只解决一个核心问题。
• 先建立稳定心智模型，再补充源码细节。
• 对“通常、大概、可能”等结论标明适用版本和条件。
• Creator 2.4.x 主流程与 2.0～2.3 兼容接口、3.x 迁移对照必须明确分开。
• 资源、渲染和平台限制等高风险结论应链接官方文档或对应源码位置。
• 性能结论必须说明指标、环境和验证方式。
• 不为了凑课时重复前面已经完成的基础概念。

单课只有同时满足以下条件，才能标记为“重写完成”：

1. 用一个真实问题或故障现象引入，而不是直接罗列定义。
2. 有贯穿全课的示例，并逐步增加条件和复杂度。
3. 明确解释“是什么、为什么、引擎怎么做、项目怎么用”。
4. 明确解释关键对象、状态、数据流、边界条件和设计取舍，不能只给任务清单。
5. 对版本相关结论标明验证入口，不用“通常、可能”代替解释。
6. 至少包含一个真实项目案例和一个错误方案反例。
7. 需要实验时写明步骤、预期现象、观察点和失败时的排查顺序；不需要实验时用机制推导替代。
8. 练习覆盖概念题、应用题和故障诊断题，并给出推导过程。
9. 与上一课和下一课形成知识依赖，不重复充当大纲。
10. 内容深度以 Stage01 为基准，不以文件数量、行数或实验数量作为完成标准。

六、阶段验收标准

每个阶段结束时，不以“看完课件”为完成标准，而以能否完成以下任务为准：

• 画出本阶段的核心数据流或时间线。
• 用自己的话解释每个关键对象的职责和边界。
• 对一个真实问题提出分层排查步骤。
• 完成至少一份机制分析、源码验证或可复现问题记录。
• 整理阶段错题、常见误区和可复用检查表。

七、调整原则

后续允许：

• 根据内容密度拆分或合并尚未开始的课程。
• 根据真实项目增加案例和专项实验。
• 根据 Creator 2.4.x 的源码核查结果修正描述。
• 根据职业方向调整 Phase 3 的深度和顺序。

尽量不随意改变：

• 已完成课程的编号和主题。
• 公共核心的知识依赖顺序。
• 每个阶段从机制到实践再到复盘的闭环。
• 已经被上一课明确预告的下一课主题。

这份总纲首先是一条可执行的学习路线，其次才是课程目录。课程数量不是目标；最终目标是能解释机制、验证结论并解决真实问题。