Android面试题（下）

Window

Activity、View、Window三者之间的关系？

• 在Activity启动过程其中的attach()方法中初始化了PhoneWindow，而PhoneWindow是Window的唯一实现类，然后Activity通过setContentView将View设置到了PhoneWindow上，而View通过WindowManager的addView()、removeView()、updateViewLayout()对View进行管理。

Window的内部机制

• ViewManager接口中定义三个对Window操作方法：添加、更新和删除。
• WindowManager也是一个接口，它继承了ViewManager接口
• WindowManager的具体实现类是WindowManagerImpl，并没有直接实现Window的三大操作，而是交给了WindowManagerGlobal。
• WindowManagerGlobal以单例模式向外提供自己的实例，因此通过WindowManagerGlobal的addView()、updateViewLayout()、removeView()实现WindowManager对Window的添加、删除和修改。
• Windows的三大操作最终都会通过一个IPC过程移交给WindowManagerService。
• Window和View通过ViewRootImpl来联系，ViewRootImpl可控制View的测量、布局和重绘。

Window有哪几种类型？

• 应用Window：对应一个Activity。
• 子Window：不能单独存在，需附属特定的父Window。如Dialog。
• 系统Window： 需申明权限才能创建。如Toast。

Activity创建和Dialog创建过程的异同？

• 相同点
• 创建WindowDialog。和Activity类似，同样是通过PolicyManager.makeNewWindow()来实现。
• 初始化DecorView并将Dialog的视图添加到DecorView中去。和Activity类似，同样是通过Window.setContentView() 来实现。
• 将DecorView添加到Window中显示。和Activity一样，都是在自身要出现在前台时才会将添加Window。
• 不同点
• Dialog.show()方法：完成DecorView的显示。
• WindowManager.remoteViewImmediate()方法：当Dialog被dismiss时移除DecorView。

Hander

谈谈消息机制Hander？作用？有哪些要素？流程是怎样的？

• 作用：跨线程通信。
• 使用场景：当子线程中进行耗时操作后需要更新UI时，通过Handler将有关UI的操作切换到主线程中执行。
• Message：需要被传递的消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，最终由Handler处理。
• MessageQueue：用来存放Handler发送过来的消息，内部通过单链表的数据结构来维护消息列表，等待Looper的抽取。
• Handler：负责发送及处理Message消息。
• Looper：通过Looper.loop()不断地从MessageQueue中抽取Message，按分发机制将消息分发给目标处理者。
• Handler.sendMessage()发送消息时，会通过MessageQueue.enqueueMessage()向MessageQueue中添加一条消息；通过Looper.loop()开启循环后，不断轮询调用MessageQueue.next()；调用目标Handler.dispatchMessage()去传递消息，目标Handler收到消息后调用Handler.handlerMessage()处理消息。

为什么系统不建议在子线程访问UI？

• UI控件非线程安全，在多线程中并发访问可能会导致UI控件处于不可预期的状态。而不对UI控件的访问加上锁机制的原因有：上锁会让UI控件变得复杂和低效；上锁后会阻塞某些进程的执行

一个Thread可以有几个Looper？几个Handler？

• 一个Thread只能有一个Looper，可以有多个Handler；
• Looper有一个MessageQueue，可以处理来自多个Handler的Message；
• MessageQueue有一组待处理的Message，这些Message可来自不同的Handler；
• Message中记录了负责发送和处理消息的Handler；
• Handler中有Looper和MessageQueue；

如何将一个Thread线程变成Looper线程？Looper线程有哪些特点？

• 通过Looper.prepare()可将一个Thread线程转换成Looper线程。Looper线程和普通Thread不同，它通过MessageQueue来存放消息和事件、Looper.loop()进行消息轮询。

可以在子线程直接new一个Handler吗？那该怎么做？

• 不同于主线程直接new一个Handler，由于子线程的Looper需要手动去创建，在创建Handler时需要多一些方法： Looper.prepare();Looper.loop();

Message可以如何创建？哪种效果更好，为什么？

• Message msg = new Message();
• Message msg = Message.obtain();
• Message msg = handler.obtainMessage();
• 后两种方法都是从整个Messge池中返回一个新的Message实例，能有效避免重复Message创建对象，因此更鼓励这种方式创建Message

这里的ThreadLocal有什么作用？

ThreadLocal类可实现线程本地存储的功能，把共享数据的可见范围限制在同一个线程之内，无须同步就能保证线程之间不出现数据争用的问题，这里可理解为ThreadLocal帮助Handler找到本线程的Looper。

主线程中Looper的轮询死循环为何没有阻塞主线程？

• Android是依靠事件驱动的，通过Loop.loop()不断进行消息循环，可以说Activity的生命周期都是运行在 Looper.loop()的控制之下，一旦退出消息循环，应用也就退出了。而所谓的导致ANR多是因为某个事件在主线程中处理时间太耗时，因此只能说是对某个消息的处理阻塞了Looper.loop()。

使用Hanlder的postDealy()后消息队列会发生什么变化？

post delay的Message并不是先等待一定时间再放入到MessageQueue中，而是直接进入并阻塞当前线程，然后将其delay的时间和队头的进行比较，按照触发时间进行排序，如果触发时间更近则放入队头，保证队头的时间最小、队尾的时间最大。此时，如果队头的Message正是被delay的，则将当前线程堵塞一段时间，直到等待足够时间再唤醒执行该Message，否则唤醒后直接执行。

线程

Android中还了解哪些方便线程切换的类？

• AsyncTask：一种轻量级的异步任务类。底层封装了线程池和Handler，便于执行后台任务以及在子线程中进行UI操作。
• HandlerThread：一种具有消息循环的线程，其内部可使用Handler。
• IntentService：是一种异步、会自动停止的服务，内部采用HandlerThread。

AsyncTask相比Handler有什么优点？不足呢？

Handler的缺点：代码相对臃肿；多任务同时执行时不易精确控制线程。
AsyncTask的优点：创建异步任务更简单，直接继承AsyncTask便可实现后台异步任务的执行和进度的回调更新UI，而无需编写任务线程和Handler实例就能完成相同的任务。

使用AsyncTask需要注意什么？

• 不要直接调用onPreExecute()、doInBackground()、onProgressUpdate()、onPostExecute()和onCancelled()方法
• 开始和结束异步任务的方法必须在主线程调用，一个异步对象只能调用一次execute()方法，

AsyncTask中的五个核心方法

• onPreExecute()：运行在主线程，在异步任务执行之前被调用。可用于进行一些界面上的初始化操作。
• doInBackground()：运行在子线程，用于处理所有耗时任务，更新UI需调用 publishProgress()方法。任务一旦完成就通过return语句将任务的执行结果返回。
• onProgressUpdate()：运行在主线程，在后台任务中调用publishProgress()之后该方法会被调用，可利用方法中携带的参数如Progress来对UI进行相应地更新。
• onPostExecute()：运行在主线程，在异步任务执行完毕并通过return语句返回时被调用，可利用方法中返回的数据来进行一些UI操作。
• onCancelled()：运行在主线程，当异步任务被取消时调用，用于界面取消的更新。

AsyncTask中使用的线程池大小？

• SerialExecutor：用于任务的排队，默认是串行的线程池，在3.0以前核心线程数为5、线程池大小为128，而3.0以后变为同一时间只能处理一个任务
• THREAD_POOL_EXECUTOR：用于真正执行任务。

HandlerThread有什么特点？

• HandlerThread是一个线程类，它继承自Thread。与普通Thread不同，HandlerThread具有消息循环的效果，这是因为它内部HandlerThread.run()方法中有Looper，能通过Looper.prepare()来创建消息队列，并通过Looper.loop()来开启消息循环。

快速实现子线程使用Handler

• 实例化一个HandlerThread对象，参数是该线程名称；通过handlerThread.start()启动线程；实例化一个Handler并传入handlerThread中looper对象，使得与HandlerThread绑定；利用handler即可执行异步任务；当不需要HandlerThread时，通过quit()或quitSafely()方法来终止线程的执行。

IntentService的工作原理？

• 在IntentService.onCreate()方法中实例化一个HandlerThread，利用其内部的Looper会实例化一个ServiceHandler对象；
• 任务请求的Intent会被封装到Message并通过ServiceHandler发送给Looper的MessageQueue，最终在HandlerThread中执行；
• 在ServiceHandler.handleMessage()中会调用IntentService.onHandleIntent()和stopSelf()，可在onHandleIntent方法中处理后台任务的逻辑，stopSelf方法终止服务。

IntentService的特点？

• 相比于线程：由于是服务，优先级比线程高，更不容易被系统杀死。因此较适合执行一些高优先级的后台任务。
• 相比于普通Service：可自动创建子线程来执行任务，且任务执行完毕后自动退出。

为何不用bindService方式创建IntentService？

• 当有Intent任务请求时会把Intent封装到Message，然后ServiceHandler会把消息发送出，而发送消息是在onStartCommand()完成的，只能通过startService()才可走该生命周期方法，因此不能通过bindService创建IntentService。

线程池的好处、原理、类型？

线程池的优点：

• 重用线程池中的线程，避免线程的创建和销毁带来的性能消耗；
• 有效控制线程池的最大并发数，避免大量的线程之间因互相抢占系统资源而导致阻塞现象；
• 进行线程管理，提供定时/循环间隔执行等功能

线程池的原理

• 通过ThreadPoolExecutor并通过一系列参数来配置各种各样的线程池，具体参数：
  • corePoolSize核心线程数：一般会在线程中一直存活
  • maximumPoolSize最大线程数：当活动线程数达到这个数值后，后续的任务将会被阻塞
  • keepAliveTime非核心线程超时时间：超过这个时长，闲置的非核心线程就会被回收
  • unit：用于指定keepAliveTime参数的时间单位
  • workQueue任务队列：通过线程池的execute()方法提交的Runnable对象会存储在这个参数中。
  • threadFactory：线程工厂，可创建新线程
  • handler：在线程池无法执行新任务时进行调度

线程池的类型

• FixThreadPool：线程数量固定的线程池，所有线程都是核心线程，当线程空闲时不会被回收，能快速响应外界请求。
• CachedThreadPool：线程数量不定的线程池，只有非核心线程，空闲线程有超时机制，超时回收，适合于执行大量的耗时较少的任务
• ScheduledThreadPool：核心线程数量固定，非核心线程数量不定，适合于执行定时任务和固定周期的任务。
• SingleThreadExecutor：只有一个核心线程，可确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行，无需处理线程同步问题。

ThreadPoolExecutor的工作策略？

• 若程池中的线程数量未达到核心线程数，则会直接启动一个核心线程执行任务。
• 若线程池中的线程数量已达到或者超过核心线程数量，则任务会被插入到任务列表等待执行。 若任务无法插入到任务列表中，往往由于任务列表已满，此时如果线程数量未达到线程池最大线程数，则会启动一个非核心线程执行任务；线程数量已达到线程池规定的最大值，则拒绝执行此任务。

什么是ANR？什么情况会出现ANR？如何避免？在不看代码的情况下如何快速定位出现ANR问题所在？

• ANR（Application Not Responding，应用无响应）：当操作在一段时间内系统无法处理时，会在系统层面弹出ANR对话框。
• 产生ANR可能是因为5s内无响应用户输入事件、10s内未结束BroadcastReceiver、20s内未结束Service
• 想要避免ANR就不要在主线程做耗时操作，而是通过开子线程操作。

IPC（跨进程通信）

Android中进程和线程的关系？

• 进程是操作系统分配和管理资源的单位，线程是CPU调度和管理的单位，是CPU调度的最小单元
• 进程拥有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，而线程间共享地址空间，线程有自己的堆栈和局部变量，一个线程崩溃会导致整个进程崩溃掉。
• 一个进程可包含多个线程，即一个应用程序上可以同时执行多个任务。

为何需要进行IPC？多进程通信可能会出现什么问题？

• 所有运行在不同进程的四大组件，只要它们之间需要通过内存共享数据，都会共享失败。由于Android为每个应用分配了独立的虚拟机，不同的虚拟机在内存分配上有不同的地址空间
• 静态变量和单例模式失效：由独立的虚拟机造成。
• 线程同步机制失效：由独立的虚拟机造成
• SharedPreference的不可靠下降： SharedPreferences不支持两个进程同时进行读写操作，即不支持并发读写，有一定几率导致数据丢失。
• Application多次创建：Android系统会为新的进程分配独立虚拟机，相当于系统又把这个应用重新启动了一次

什么是序列化？Serializable接口和Parcelable接口的区别？为何推荐使用后者？

• 序列化表示将一个对象转换成可存储或可传输的状态。序列化后的对象可以在网络上进行传输，也可以存储到本地。
• Serializable：Java序列化接口，将一个对象转化成可存储或可传输的状态，操作简单、效率低、开销大，ObjectOutputStream和ObjectInputStream过程都需要大量的I/O操作。适合将对象序列化到存储设备或将对象序列化后通过网络设备传输。
• Parcelable：Android序列化接口，将一个对象进行分解，且分解后的每一个部分都是传递可支持的类型。操作比较麻烦、效率高。主要用在内存的序列化。

Android中为何新增Binder来作为主要的IPC方式？

• 传输效率高、可操作性强：传输效率主要影响因素是内存拷贝的次数，拷贝次数越少，传输速率越高。
• 实现C/S架构方便：Linux的众IPC方式除了Socket以外都不是基于C/S架构，而Socket主要用于网络间的通信且传输效率较低。Binder基于C/S 架构 ，Server端与Client端相对独立，稳定性较好。
• 安全性高：传统Linux IPC的接收方无法获得对方进程可靠的UID/PID，从而无法鉴别对方身份；而Binder机制为每个进程分配了UID/PID且在Binder通信时会根据UID/PID进行有效性检测。

Binder框架中ServiceManager的作用？

• 在Binder框架定义了四个角色：Server，Client，ServiceManager和Binder驱动。其中Server、Client、ServiceManager运行于用户空间，Binder驱动运行于内核空间。
• ServiceManager：服务的管理者，将Binder名字转换为Client中对该Binder的引用，使得Client可以通过Binder名字获得Server中Binder实体的引用。
• Server&Client：服务器&客户端。在Binder驱动和ServiceManager提供的基础设施上，进行Client-Server之间的通信。

Android中有哪些基于Binder的IPC方式？简单对比下？

• Bundle：Bundle实现了Parcelable接口，方便在不同的进程中传输数据。支持在activity、service、receiver之间通过intent.putExtra()传递Bundle数据。Bundle内部是通过ArrayMap来存取数据。Bundle不支持的数据类型无法在进程中被传递
• Messager：底层实现是AIDL，即对AIDL进行了封装，更便于进行进程间通信。支持一对多串行通信，支持实时通信。
• 文件共享：两个进程通过读/写同一个文件来交换数据。比如A进程把数据写入文件，B进程通过读取这个文件来获取数据。对数据同步要求不高的进程之间进行通信，并且要妥善处理并发读/写的问题。
• ContentProvider：专门用来进行不同应用间数据共享的方式。
• AIDL：支持一对多并发通信，支持实时通信。
• Socket：不仅可跨进程，还可以跨设备通信。网络数据交换

是否了解AIDL？原理是什么？如何优化多模块都使用AIDL的情况？

• 如果在一个进程中要调用另一个进程中对象的方法，可使用AIDL生成可序列化的参数，AIDL会生成一个服务端对象的代理类，通过它客户端实现间接调用服务端对象的方法。
• 当有多个业务模块都需要AIDL来进行IPC，此时需要为每个模块创建特定的aidl文件，那么相应的Service就会很多。必然会出现系统资源耗费严重、应用过度重量级的问题。解决办法是建立Binder连接池，即将每个业务模块的Binder请求统一转发到一个远程Service中去执行，从而避免重复创建Service。
• 每个业务模块创建自己的AIDL接口并实现此接口，然后向服务端提供自己的唯一标识和其对应的Binder对象。服务端只需要一个Service，服务器提供一个queryBinder接口，它会根据业务模块的特征来返回相应的Binder对像，不同的业务模块拿到所需的Binder对象后就可进行远程方法的调用了

Bitmap

加载图片的时候需要注意什么？

• 直接加载大容量的高清Bitmap很容易出现显示不完整、内存溢出OOM的问题，所以最好按一定的采样率将图片缩小后再加载进来
• 为减少流量消耗，可对图片采用内存缓存策略，又为了避免图片占用过多内存导致内存溢出，最好以软引用方式持有图片
• 如果还需要网上下载图片，注意要开子线程去做下载的耗时操作

LRU算法的原理？

• LruCache(内存缓存)：LruCache类是一个线程安全的泛型类：内部采用一个LinkedHashMap以强引用的方式存储外界的缓存对象，并提供get和put方法来完成缓存的获取和添加操作，当缓存满时会移除较早使用的缓存对象，再添加新的缓存对象。
• DiskLruCache(磁盘缓存)： 通过将缓存对象写入文件系统从而实现缓存效果。

项目中如何做性能优化的？

• 布局优化：布局嵌套过深；使用合适的布局三种常见的ViewGroup的绘制速度：FrameLayout > LinerLayout > RelativeLayout；使用include标签可以指定插入一段布局文件到当前布局。这样的话既提高了布局复用，也减少了我们的代码书写，<merge>标签可以和<include>的标签一起使用从而减少布局层级；ViewStub延时加载；移除Activity默认背景，在不需要Activity的默认背景减少Activity启动时的渲染时间，提升启动效率。
• 线程优化：使用AsyncTask或者线程池对线程进行管理，可以提升APP的性能。推荐使用Rxjava来实现异步操作，既方便又优雅。
• 内存泄漏优化：内存泄露会导致APP占用内存过高，影响效率，严重的话会导致OOM。因此如果项目存在内存泄露的话要优先解决。查找内存泄露可以用LeakCanary等工具。
• 绘制优化：View过度绘制；onDraw中不要创建新的局部对象；onDraw方法中不要做耗时的任务，也不能执行成千上万次的循环操作，大量的循环仍然十分抢占CPU的时间片，这会造成View的绘制过程不流畅。
• 响应速度优化：避免在主线程中做耗时操作
• 列表优化：列表控件优化convertView的复用，ViewHolder的使用避免重复遍历节点
• Bitmap优化： 对加载图片进行压缩，避免加载图片多大导致OOM出现

内存泄漏和内存溢出的区别

• 内存泄漏(Memory Leak)是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间。是造成应用程序OOM的主要原因之一。
• 内存溢出(out of memory)是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用。

内存泄漏是什么？为什么会发生？常见哪些内存泄漏的例子？都是怎么解决的？

• 内存泄漏(Memory Leak)是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间。
• 发生内存泄漏是由于长周期对象持有对短周期对象的引用，使得短周期对象不能被及时回收。
  动画：无限循环动画，导致动画一直播放。
  解决方法：当播放的Activity退出，在onDestroy中停止动画
  静态成员View：静态成员生命周期与应用的生命周期一样，当前View持有Activity的引用，当前Activity销毁，而他的引用一直存在，导致当前Activity无法被回收。
• Handler导致的内存泄漏：Message持有对Handler的引用，而非静态内部类的Handler又隐式持有对外部类Activity的引用，使得引用关系会保持至消息得到处理，从而阻止了Activity的回收。
  解决办法：使用静态内部类+WeakReference弱引用；当外部类结束生命周期时清空消息队列。
• 单例模式导致的内存泄漏
• 匿名内部类导致的内存泄漏：匿名内部类隐式持有对所在Activity的引用。
  解决办法：静态内部类或独立出来；内部采用弱引用
• 资源未关闭导致的内存泄漏：未及时注销资源导致内存泄漏，如BraodcastReceiver、File、Cursor、Stream、Bitmap等。
  解决办法：在Activity销毁的时候要及时关闭或者注销。

什么情况会导致内存溢出？

内存泄漏是导致内存溢出的主要原因；直接加载大图片也易造成内存溢出