说一说 MVP 架构,MVVM 架构
MVP(Model - View - Presenter)架构:
- Model:它主要负责数据的获取和存储,例如从数据库、网络或者其他数据源获取数据。模型层是独立于视图层的,它不关心数据是如何展示的,只专注于数据本身的操作。比如一个新闻类应用,模型层就负责从服务器获取新闻数据,进行数据的解析等操作。
- View:这是用户直接看到的界面部分,负责展示数据以及接收用户的交互操作。在安卓开发中可以是 Activity、Fragment 等。它是比较 “被动” 的一层,当数据发生变化时,它需要等待 Presenter 来通知它进行更新。例如在新闻列表界面,View 负责展示新闻标题、图片等内容,当用户点击刷新按钮时,它会将这个操作传递给 Presenter。
- Presenter:起到了连接 Model 和 View 的桥梁作用。它从 Model 获取数据,经过处理后传递给 View 进行展示。并且它还会接收 View 传递过来的用户操作,再去调用 Model 中相应的方法。例如,Presenter 会从 Model 获取最新的新闻列表数据,然后将数据格式转化为适合 View 展示的形式,最后通知 View 更新界面。
MVVM(Model - View - ViewModel)架构:
- Model:和 MVP 中的功能类似,负责数据的存储和获取,比如进行网络请求、数据库操作等。例如在一个电商应用中,Model 负责从服务器获取商品信息、用户订单信息等。
- View:负责界面的展示和用户交互。在 MVVM 架构下,View 和 ViewModel 是通过数据绑定(Data Binding)的方式进行交互的,这使得 View 能够自动响应 ViewModel 中数据的变化。例如,在商品详情页面,View 会展示商品的图片、价格、描述等信息,并且当用户点击购买按钮等操作时,会将事件传递给 ViewModel。
- ViewModel:它是 MVVM 架构的核心部分。主要用于处理业务逻辑并且管理和维护视图所需的数据。它通过数据绑定的方式,让 View 能够实时获取数据的更新。ViewModel 可以包含多个属性,这些属性可以被 View 绑定。例如,在电商应用的商品详情页 ViewModel 中,会有商品价格、库存等属性,当 Model 中的数据发生变化(如服务器返回新的价格),ViewModel 会更新这些属性,而绑定了这些属性的 View 会自动更新界面。同时,ViewModel 还会处理一些和业务逻辑相关的操作,比如计算商品总价(如果有数量选择等情况)。
MVVM 架构中 ViewModel 为什么在翻转屏幕之后还能保持原来的界面?
在 MVVM 架构中,ViewModel 在屏幕翻转后能够保持界面状态主要是因为数据绑定和 ViewModel 的生命周期特点。
从数据绑定角度来看,View 和 ViewModel 是通过数据绑定机制关联在一起的。当屏幕翻转时,View 会重新创建,但是数据绑定关系依然存在。例如,在一个包含用户输入信息的表单界面,ViewModel 中有属性来存储用户输入的文本内容。View 通过数据绑定将输入框的文本与 ViewModel 中的属性绑定。当屏幕翻转时,新创建的 View 会重新建立和 ViewModel 的绑定关系,它会自动读取 ViewModel 中存储的用户输入文本属性的值,并将其显示在输入框中,从而保持了界面的状态。
从 ViewModel 的生命周期角度来说,在安卓系统中,当屏幕翻转等配置改变的情况下,Activity 或者 Fragment 会被重新创建。但是 ViewModel 的生命周期独立于 Activity 或者 Fragment 的视图生命周期。系统会自动为我们保存和恢复 ViewModel 实例。例如,当 Activity 被重新创建时,它会获取之前的 ViewModel 实例,而不是重新创建一个新的。这就使得 ViewModel 中的数据和状态能够被保留。ViewModel 内部的数据(如存储的用户信息、界面状态数据等)不会因为视图的重建而丢失,这些数据通过数据绑定能够继续作用于新的 View,从而保证了屏幕翻转后界面的状态保持一致。
说一说 Handler 机制,Handler 机制的使用场景,Handler 机制的标志位
Handler 机制:
Handler 主要用于在 Android 中实现线程间的通信。它基于消息队列(MessageQueue)和循环器(Looper)来工作。一个线程通过 Looper 来开启一个消息循环,这个消息循环会不断地从消息队列中取出消息进行处理。Handler 则用于发送消息(Message)到消息队列或者处理从消息队列中取出的消息。
- 消息队列(MessageQueue):这是一个按顺序存储消息的队列,消息可以包含各种数据和操作。消息在队列中按照先进先出的原则排列,等待被处理。
- Looper:它是一个循环器,用于开启一个循环来不断地从消息队列中获取消息。一个线程中只能有一个 Looper。当 Looper 开启后,它会进入一个无限循环,不断地调用 MessageQueue 的 next 方法获取消息,直到消息队列中没有消息并且 Looper 被停止。
- Handler:可以在不同的线程中发送消息到消息队列。当发送消息时,Handler 会将消息放入与它关联的 Looper 的消息队列中。同时,Handler 也可以定义处理消息的方法,当 Looper 从消息队列中取出消息并传递给 Handler 时,Handler 会根据消息的内容执行相应的操作。
使用场景:
- 更新 UI 线程:在 Android 中,UI 操作必须在主线程(UI 线程)中进行。如果在子线程中获取到了数据(如网络请求返回的数据),不能直接更新 UI,这时就可以通过 Handler 将更新 UI 的操作(以消息的形式)发送到主线程的消息队列中,由主线程来处理这个消息,从而实现安全地更新 UI。例如,在一个网络图片加载应用中,子线程完成图片的下载后,通过 Handler 发送消息给主线程,主线程收到消息后将图片显示在 ImageView 中。
- 延迟操作:可以使用 Handler 的 postDelayed 方法来实现延迟执行某一个操作。比如一个倒计时功能,通过 Handler 发送延迟消息,每次消息处理时更新倒计时的显示,直到倒计时结束。
- 事件分发:可以将各种事件(如传感器事件、系统广播事件等)封装成消息,通过 Handler 发送到消息队列进行统一的处理和分发。
标志位:
Handler 机制中有一些重要的标志位用于控制消息的处理。
- 异步消息(Async Message):通过设置消息的异步标志位(Message.setAsynchronous (true))可以将消息标记为异步消息。在处理异步消息时,它不会受到同步屏障(Sync Barrier)的影响。同步屏障主要用于确保某些高优先级的消息(如 UI 更新消息)能够优先被处理。当设置了同步屏障后,普通的同步消息会被阻塞,直到屏障被移除,而异步消息可以正常通过。这在一些需要优先处理某些特定类型消息的场景下非常有用,比如在进行复杂的动画绘制或者高帧率的 UI 更新场景中,可以将相关的消息设置为异步消息,以保证它们能够及时被处理。
- 消息优先级(Message Priority):虽然没有像传统意义上的严格优先级划分,但是在消息队列中,消息的发送顺序会影响其处理顺序。一般来说,先发送的消息会先被处理。不过通过一些特殊的手段(如设置同步屏障等)可以改变消息的处理优先级。例如,将重要的 UI 更新消息优先发送到消息队列,或者通过设置同步屏障来确保 UI 更新消息能够优先于其他普通消息被处理,从而在一定程度上体现了消息优先级的概念。
Looper 与线程是如何保证一对一的?ThreadLocalMap 在其中起什么作用?
在 Android 中,一个线程和一个 Looper 是通过 ThreadLocal 来保证一对一的关系。
每个线程内部都有一个 ThreadLocalMap,这是一个类似 Map 的数据结构。当一个线程第一次调用 Looper.prepare () 方法来准备一个 Looper 时,会将这个 Looper 对象存储到当前线程的 ThreadLocalMap 中。具体来说,ThreadLocal 作为一个键(Key),而 Looper 对象作为值(Value)存储在这个 Map 中。
这样,当需要获取线程对应的 Looper 时,例如在 Handler 中,通过调用 Looper.myLooper () 方法,这个方法内部会通过当前线程的 ThreadLocal 来获取存储在 ThreadLocalMap 中的 Looper 对象。由于每个线程都有自己独立的 ThreadLocalMap,并且 Looper 是存储在自己线程对应的这个 Map 中的,所以就保证了一个线程只能关联一个 Looper。
ThreadLocalMap 在这个过程中起到了关键的存储作用。它提供了一种线程局部存储的机制,使得每个线程都可以拥有自己独立的变量副本。在 Looper 和线程的关系中,它允许每个线程都能够存储和获取自己独有的 Looper 对象,而不会和其他线程的 Looper 对象混淆。这种存储方式隔离了不同线程之间的 Looper,避免了多个线程共享一个 Looper 可能导致的混乱,例如消息处理的混乱等情况。同时,当线程结束时,ThreadLocalMap 中的资源(包括存储的 Looper)也会随着线程的结束而被回收,这样就保证了资源的合理利用和线程与 Looper 关系的独立性。
Glide 的三级缓存是什么?分别有什么作用?
Glide 的三级缓存包括活动缓存(Active Resources)、内存缓存(Memory Cache)和磁盘缓存(Disk Cache)。
- 活动缓存(Active Resources):
- 作用:这是 Glide 缓存体系中的最顶层缓存。它主要用于存储正在被使用的资源,比如当前屏幕上正在显示的图片。当一个图片资源被加载并用于显示时,它会首先被放入活动缓存。这一层缓存的存在是为了避免重复加载相同的资源,提高资源的复用效率。例如,在一个图片列表界面,当用户快速滑动列表时,已经加载并显示在屏幕上的图片就会存储在活动缓存中。如果用户再次滑动回到之前的位置,就可以直接从活动缓存中获取图片进行显示,而不需要重新从内存缓存或者磁盘缓存中查找和加载,从而提高了显示的速度。
- 特点:活动缓存中的资源处于被使用的状态,它的生命周期和正在使用它的视图(如 ImageView)紧密相关。当视图不再使用这个资源(比如 ImageView 被销毁或者图片被替换)时,这个资源会从活动缓存中移除。
- 内存缓存(Memory Cache):
- 作用:内存缓存是在活动缓存之后的一层缓存。它用于存储已经加载过但当前可能没有被使用的资源。当一个资源从活动缓存中被移除(因为视图不再使用它),它可能会被放入内存缓存。这一层缓存的主要目的是在资源再次被需要时,能够快速地从内存中获取,而不需要重新从磁盘或者网络加载。例如,在一个图片应用中,用户查看了一张图片后关闭了显示该图片的界面,这张图片就可能会从活动缓存进入内存缓存。如果用户之后又想查看这张图片,就可以从内存缓存中快速获取,节省了加载时间。
- 特点:内存缓存的大小是有限制的,Glide 会根据一定的策略(如 LRU - 最近最少使用策略)来管理内存缓存中的资源。当内存缓存达到一定的容量限制时,会根据 LRU 策略删除一些不常用的资源,以腾出空间给新的资源。
- 磁盘缓存(Disk Cache):
- 作用:这是 Glide 缓存体系中的最底层缓存。它用于存储已经下载过的资源到本地磁盘。当一个资源无法从活动缓存或者内存缓存中获取时,Glide 会尝试从磁盘缓存中查找。例如,在网络图片加载场景中,当第一次下载一张图片后,Glide 会将这张图片存储到磁盘缓存。之后如果需要再次使用这张图片,即使内存缓存中没有,也可以从磁盘缓存中加载,减少了网络请求的次数。这对于离线访问或者网络不稳定时再次访问相同资源的情况非常有用。
- 特点:磁盘缓存的容量也有一定的限制,并且存储在磁盘上的资源在读取速度上会比内存缓存慢。但是它的优势在于可以长期保存资源,并且可以存储大量的资源,只要磁盘空间允许。Glide 同样会根据一定的策略来管理磁盘缓存,比如根据文件的修改时间、访问频率等因素来清理磁盘缓存中的一些过期或者不常用的资源。
OkHttp的拦截器有哪些?分别起什么作用?
OkHttp中有多种拦截器,以下是主要的几种及其作用:
- 应用拦截器(Application Interceptor):
- 这是用户自定义拦截器,可以用于添加公共请求头、对请求参数进行统一处理等操作。例如,在一个需要认证的网络请求场景中,通过应用拦截器可以在每个请求头部添加认证信息,如Token。它还可以用于对请求和响应进行日志记录,方便调试,比如记录请求的URL、请求方法(GET、POST等)、响应的状态码等信息。另外,能够对请求和响应的数据进行转换,比如对请求参数进行加密,对响应数据进行解密等。
- 应用拦截器在网络请求过程中是最先执行的,它只会在请求和响应的路径上被调用一次,不管后续是否有重定向等操作。它的作用范围主要是针对用户业务逻辑层面的请求和响应处理。
- 网络拦截器(Network Interceptor):
- 网络拦截器可以用于观察、重写和重试网络请求。它能够获取网络请求的底层细节,如连接复用情况、SSL握手细节等。例如,可以通过网络拦截器查看连接是否是从连接池中获取的,还是新建的连接。在网络故障或者响应不符合预期时,可以进行重试操作,比如在收到服务器返回的500内部错误时,自动重试请求。
- 网络拦截器在请求和响应经过网络传输层时被调用,它的调用时机是在应用拦截器之后,并且会在每个网络请求过程中被多次调用,包括重定向等情况。它主要关注网络相关的操作和信息,像HTTP缓存策略的处理也可以在这里进行,例如可以根据缓存头信息判断是否使用缓存,还是重新请求资源。
说一说Android四大组件是什么?分别有什么作用?
Android四大组件是Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider。
- Activity:
- 作用:Activity是Android应用中最直观的组件,主要用于实现用户界面。它可以包含各种视图(View),如按钮、文本框、列表等,用于和用户进行交互。例如,在一个购物应用中,商品列表界面、商品详情界面等都是通过Activity来展示的。Activity有自己的生命周期,从创建(onCreate)到销毁(onDestroy)会经历多个状态,这些状态可以让开发者在不同阶段进行资源的加载和释放。当用户在应用中进行页面切换时,会涉及到Activity的启动和停止等操作。同时,Activity之间可以通过Intent进行通信,一个Activity可以启动另一个Activity,并且可以传递数据,如在从登录Activity跳转到主界面Activity时,可以将用户登录信息传递过去。
- Service:
- 作用:Service主要用于在后台执行长时间运行的操作,并且不提供用户界面。例如,在音乐播放应用中,音乐播放的逻辑可以放在Service中运行,即使用户退出了音乐播放界面,音乐依然可以在后台继续播放。Service可以通过startService或者bindService方法来启动,并且可以和其他组件进行通信。它还可以用于执行一些需要在后台持续运行的任务,如文件下载、数据同步等。通过在Service中执行这些任务,可以避免因为用户界面的变化(如Activity的切换或者销毁)而导致任务中断。
- Broadcast Receiver:
- 作用:Broadcast Receiver用于接收系统或者应用发出的广播消息。广播是一种可以在整个系统或者应用内部进行消息传递的机制。例如,当系统的网络状态发生变化(从Wi - Fi切换到移动数据或者反之)时,系统会发出一个广播,应用中的Broadcast Receiver可以接收到这个广播并做出相应的反应,比如暂停或者重新开始正在进行的网络相关任务。它也可以用于应用内部的消息传递,比如在一个应用的不同模块之间,当某个模块完成了一个重要任务(如数据更新完成),可以发送广播,其他模块接收到广播后进行相应的操作,如更新界面显示。
- Content Provider:
- 作用:Content Provider用于在不同的应用之间共享数据。它提供了一种标准化的方式来访问和操作数据。例如,在一个联系人应用中,它可以通过Content Provider将联系人数据暴露给其他应用,其他应用可以通过Content Provider提供的接口来查询、插入、更新或者删除联系人数据。Content Provider使用类似于数据库的操作方式,通过URI来标识数据资源,不同的应用可以根据这个URI来访问共享的数据,从而实现了应用之间的数据共享和交互。
讲一讲java和c的GC机制。
Java的GC机制(垃圾回收机制)
- Java的垃圾回收主要是自动管理内存的一种机制。在Java中,程序员不需要像在C语言中那样手动释放内存。Java虚拟机(JVM)中有一个垃圾回收器,它会自动检测哪些对象是不再被使用的(垃圾对象),然后回收这些对象所占用的内存空间。
- 垃圾回收器通过可达性分析算法来判断对象是否可达。从一组称为“GC Roots”的对象开始,如当前正在执行的方法中的局部变量、静态变量等,通过引用关系遍历对象图。如果一个对象无法通过这些GC Roots引用链到达,那么这个对象就被认为是可以回收的垃圾。例如,在一个方法中创建了一个局部对象,当这个方法执行结束后,如果这个对象没有被其他可达对象引用,那么它就会被标记为垃圾对象。
- Java有多种垃圾回收器,不同的垃圾回收器有不同的回收策略。比如,Serial GC是一种单线程的垃圾回收器,它在进行垃圾回收时会暂停整个应用程序的执行(Stop - The - World),然后对堆内存进行标记 - 清除或者标记 - 整理操作。而Parallel GC则是多线程的垃圾回收器,它可以利用多个CPU核心来同时进行垃圾回收,提高回收效率。还有CMS(Concurrent Mark Sweep)垃圾回收器,它采用了并发标记和清除的方式,尽量减少垃圾回收过程中应用程序的停顿时间,主要用于对响应时间要求较高的应用场景。
- 内存分代也是Java GC的一个重要概念。Java堆内存一般分为新生代和老年代。新生代又分为Eden区和两个Survivor区。对象首先在Eden区被创建,当Eden区满了之后,会进行一次Minor GC,将存活的对象复制到Survivor区,经过多次Minor GC后,还存活的对象会被移动到老年代。老年代的垃圾回收(Major GC)相对来说比较少,因为对象在老年代通常比较稳定,只有在老年代空间不足或者一些特殊情况下才会进行Major GC。
C的GC机制
- C语言本身没有像Java那样自动的垃圾回收机制。在C语言中,程序员需要手动管理内存,这主要通过malloc和free函数来实现。
- malloc函数用于在堆内存中分配一块指定大小的内存空间,例如,当需要动态创建一个数组或者结构体时,可以使用malloc函数来获取足够的内存。但是,使用malloc分配的内存必须要通过free函数来释放。如果忘记释放内存,就会导致内存泄漏,即这块内存一直被占用,无法被其他程序使用,随着程序的运行,可能会耗尽系统的内存资源。
- 对于一些复杂的C程序,手动管理内存可能会变得非常困难。不过,也有一些第三方的库可以为C语言提供类似垃圾回收的功能,比如Boehm - Demers - Weiser垃圾回收库。这个库可以自动检测不再被使用的内存并进行回收,但是它的使用也有一定的局限性,并且在一些对性能要求极高的场景下,可能不太适合,因为自动垃圾回收会带来一定的性能开销。同时,在使用这些库时,也需要考虑和C语言本身的内存管理方式(如malloc和free)的兼容性等问题。
数据库的左连接和右连接有什么区别?
在数据库中,左连接(LEFT JOIN)和右连接(RIGHT JOIN)主要用于关联两个或多个表,它们的区别如下:
- 左连接(LEFT JOIN):
- 概念:左连接返回包括左表中的所有记录和右表中连接字段相等的记录。如果右表中没有匹配的记录,那么对应的列会显示为NULL。例如,有一个“学生表”和一个“成绩表”,学生表中有所有学生的基本信息,成绩表中只有参加考试的学生的成绩信息。当使用左连接将学生表和成绩表连接时,会返回所有学生的信息,对于没有成绩的学生,成绩相关的列会显示为NULL。
- 语法:一般形式为“SELECT * FROM 左表 LEFT JOIN 右表 ON 左表.连接字段 = 右表.连接字段”。在这个语法中,“*”表示选择所有列,也可以根据需要选择特定的列。连接条件是通过“ON”关键字后面的表达式来指定的,它定义了两个表中用于连接的字段关系。
- 用途:左连接常用于需要获取一个主表的全部信息以及和其他表关联信息的情况。比如,在一个电商应用中,想要获取所有商品的信息以及对应的库存信息(库存信息可能不是所有商品都有),就可以使用左连接将商品表和库存表连接起来。
- 右连接(RIGHT JOIN):
- 概念:右连接和左连接相对,它返回包括右表中的所有记录和左表中连接字段相等的记录。如果左表中没有匹配的记录,那么对应的列会显示为NULL。例如,还是以上面的学生表和成绩表为例,使用右连接会返回所有成绩记录,对于没有对应学生的成绩记录,学生相关的列会显示为NULL。
- 语法:一般形式为“SELECT * FROM 左表 RIGHT JOIN 右表 ON 左表.连接字段 = 右表.连接字段”。和左连接的语法类似,只是连接的关键字不同。
- 用途:右连接的用途相对来说没有左连接那么广泛,但在某些特定场景下很有用。比如,当重点关注的是右侧表的所有信息,并且想要获取与之相关的左侧表的部分信息时可以使用。例如,在一个公司的部门和员工的数据库中,如果想要获取所有部门的活动信息以及参与这些活动的员工信息(可能有些活动没有员工参与),可以将活动表放在右侧,员工表放在左侧进行右连接。
Handler和HandlerThread的区别和联系是什么?
区别:
- Handler:
- Handler主要用于在Android中进行线程间的通信,特别是在子线程和主线程之间。它本身不具备开启新线程的功能。Handler是基于消息队列(MessageQueue)和循环器(Looper)来工作的。它可以发送消息(Message)到消息队列,也可以处理从消息队列中取出的消息。例如,在一个网络请求的场景中,子线程完成网络请求后,通过Handler将更新UI的消息发送到主线程的消息队列,由主线程来处理这个消息,从而实现安全地更新UI。
- Handler只是一个消息处理的工具,它的执行是依赖于已经存在的Looper和MessageQueue。如果没有与之关联的Looper,Handler就无法正常工作。并且一个Handler可以和不同线程的Looper关联,只要这个Looper是有效的。
- HandlerThread:
- HandlerThread是一个继承自Thread的类,它本身是一个可以开启新线程的类。当创建一个HandlerThread时,它会自动创建一个Looper对象,并开启一个新的线程。这个新线程会一直运行,等待消息的到来进行处理。例如,在一个后台任务处理的场景中,可以使用HandlerThread来开启一个新的线程,在这个线程中处理一些耗时的任务,如文件读写、数据加密等。
- HandlerThread内部的Looper是专门为这个线程服务的,它和HandlerThread的生命周期紧密相关。当HandlerThread结束(通过调用quit或者quitSafely方法),其内部的Looper也会停止工作,与之关联的消息队列中的消息也会停止处理。
联系:
- Handler和HandlerThread是紧密相关的。Handler可以与HandlerThread内部的Looper进行关联。当需要在HandlerThread所开启的新线程中处理消息时,可以将Handler和HandlerThread的Looper进行绑定。例如,创建一个HandlerThread后,获取其Looper对象,然后创建一个Handler并将这个Looper对象传递给Handler,这样Handler发送的消息就会在HandlerThread所开启的线程中进行处理。它们共同构成了一种在Android中方便地进行多线程消息处理的机制,使得开发者可以在不同的线程环境下灵活地处理消息,实现复杂的业务逻辑,如在后台线程处理任务的同时,通过Handler将处理结果或者进度信息发送到主线程进行UI更新。
Android 中创建多线程的方式有哪些?
在 Android 中,有多种创建多线程的方式。
一是直接继承 Thread 类。通过创建一个新的类继承自 Thread,然后重写 run 方法,在 run 方法中编写需要在新线程中执行的代码。例如,创建一个名为 MyThread 的类,继承 Thread,在 run 方法中加入循环打印数字的操作。当实例化这个类并调用 start 方法时,就会开启一个新的线程来执行 run 方法中的内容。这种方式简单直接,适合简单的、独立的线程任务。不过,它的缺点是如果需要频繁地创建和销毁线程,会消耗较多的系统资源,因为每个线程都需要独立的栈空间等资源。
二是实现 Runnable 接口。定义一个类实现 Runnable 接口,然后实现 run 方法。接着可以通过创建 Thread 对象,将实现 Runnable 接口的类的实例作为参数传递给 Thread 的构造函数,最后调用 Thread 的 start 方法来开启新线程。这种方式的优势在于可以实现多个线程共享同一个 Runnable 实例的资源,并且符合面向对象的设计原则,将线程任务和线程本身进行了分离。例如,有一个实现了 Runnable 接口的任务类,它可以被多个 Thread 对象使用,方便地实现多个线程执行相同任务的情况。
还可以使用 AsyncTask。AsyncTask 是 Android 提供的一个轻量级的异步任务类。它是一个抽象类,需要子类化并实现一些抽象方法,如 doInBackground、onPostExecute 等。在 doInBackground 方法中可以执行耗时的任务,如网络请求、文件读取等,这个方法是在后台线程中执行的。当任务完成后,会自动调用 onPostExecute 方法,这个方法是在主线程中执行的,方便用于更新 UI。例如,在一个图片加载应用中,通过 AsyncTask 在后台线程下载图片,然后在主线程将图片显示在 ImageView 中。
另外,也可以通过 HandlerThread 来创建多线程。HandlerThread 是一个自带 Looper 的线程类。创建 HandlerThread 后,可以通过它的 Looper 来创建 Handler,这样就可以在这个线程中处理消息。这种方式适合需要在新线程中处理消息队列的场景,比如在一个持续接收数据并处理的后台服务场景中,可以通过 HandlerThread 来开启新线程接收和处理消息。
手写一个线程池。
以下是一个简单的自定义线程池的实现:
首先,定义一个线程池类,它包含一些关键的属性,如一个阻塞队列用于存储任务,一个工作线程数组用于执行任务,以及一些控制线程池状态的变量。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
class MyThreadPool {// 阻塞队列,用于存储任务private BlockingQueue<Runnable> taskQueue;// 工作线程数组private List<WorkerThread> workerThreads;// 线程池是否停止的标志private boolean isStopped;
在构造函数中,初始化阻塞队列和工作线程数组,同时启动工作线程。
public MyThreadPool(int poolSize) {taskQueue = new LinkedBlockingQueue<>();workerThreads = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < poolSize; i++) {WorkerThread workerThread = new WorkerThread(taskQueue);workerThreads.add(workerThread);workerThread.start();}isStopped = false;
}
接着,定义一个提交任务的方法,将任务添加到阻塞队列中。
public void execute(Runnable task) {if (isStopped) {throw new IllegalStateException("线程池已停止");}try {taskQueue.put(task);} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}
}
然后,定义一个关闭线程池的方法,设置停止标志,并中断所有工作线程。
public void shutdown() {isStopped = true;for (WorkerThread workerThread : workerThreads) {workerThread.interrupt();}
}
再定义一个内部的工作线程类,它从阻塞队列中获取任务并执行。
private class WorkerThread extends Thread {private BlockingQueue<Runnable> queue;
public WorkerThread(BlockingQueue<Runnable> queue) {this.queue = queue;
}
@Overridepublic void run() {while (!isInterrupted()) {try {Runnable task = queue.take();task.run();} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}}}}
}
通过这个自定义的线程池,可以方便地管理任务的执行,将任务提交到线程池中,由工作线程从队列中获取任务并执行,同时可以通过关闭线程池的方法来结束线程池的运行。
讲一讲 Activity 生命周期包括哪些阶段?Activity 启动模式有哪些?在一些具体场景下 Activity 生命周期是怎样的?
Activity 生命周期阶段:
- onCreate:这是 Activity 生命周期的第一个阶段。在这个阶段,主要进行一些初始化的操作,如设置布局(通过 setContentView 方法)、初始化一些成员变量等。例如,在一个登录 Activity 中,会在 onCreate 阶段设置登录界面的布局,初始化用户名和密码输入框等。
- onStart:当 Activity 进入可见状态时会调用这个方法。此时 Activity 已经可见,但是还没有获取焦点,可能还被其他透明或者半透明的 Activity 覆盖。比如,当一个 Activity 上面有一个透明的加载进度对话框时,被覆盖的 Activity 处于 onStart 状态。
- onResume:这个阶段 Activity 获取了焦点,用户可以和它进行交互。例如,当一个游戏 Activity 进入 onResume 状态,用户可以开始操作游戏的按键等进行游戏。
- onPause:当 Activity 失去焦点但仍然可见时会调用。通常用于保存一些临时数据,如暂停视频播放、暂停音乐播放等。例如,当用户按下主页键,当前 Activity 会进入 onPause 状态,此时如果 Activity 中有正在播放的视频,应该暂停播放。
- onStop:当 Activity 完全不可见时会调用。在这个阶段可以释放一些资源,如停止网络请求、关闭数据库连接等。例如,当一个新闻详情 Activity 被完全覆盖时,进入 onStop 状态,可以停止加载新闻相关的图片等资源。
- onDestroy:这是 Activity 生命周期的最后一个阶段,Activity 被销毁。用于释放所有资源,如解除广播注册、释放内存等。
Activity 启动模式:
- standard:这是默认的启动模式。每次启动一个 Activity,都会创建一个新的实例。例如,在一个应用中有一个列表 Activity,每次点击列表项进入详情 Activity,都会创建一个新的详情 Activity 实例。
- singleTop:如果要启动的 Activity 已经在栈顶,就不会重新创建,而是调用它的 onNewIntent 方法。例如,在一个消息通知点击进入消息详情 Activity 的场景中,如果消息详情 Activity 已经在栈顶,就不会重新创建,而是处理新的消息意图。
- singleTask:在一个新的 Activity 启动时,系统会检查栈中是否已经存在这个 Activity 的实例。如果存在,就会把这个 Activity 之上的所有 Activity 都出栈,然后调用这个 Activity 的 onNewIntent 方法。例如,在一个应用中有登录 Activity 和主界面 Activity,如果登录 Activity 是 singleTask 模式,当从其他应用回到这个登录 Activity 时,会把登录 Activity 之上的所有 Activity 出栈。
- singleInstance:这种模式会为这个 Activity 创建一个单独的任务栈。当启动这个 Activity 时,它会在自己单独的栈中,其他 Activity 不能和它在同一个栈中。例如,在一个应用中调用系统的拨号 Activity(假设是 singleInstance 模式),拨号 Activity 会在自己单独的栈中,和应用的其他 Activity 分开。
具体场景下的 Activity 生命周期:
以一个带有视频播放的 Activity 为例。当 Activity 首次创建时,会依次经过 onCreate、onStart、onResume,此时视频开始播放。当用户按下主页键,Activity 进入 onPause、onStop 状态,视频暂停播放。当用户再次回到这个 Activity 时,会经过 onRestart、onStart、onResume,视频继续播放。如果用户在播放视频的过程中启动了另一个透明的 Activity(如设置界面),原 Activity 会进入 onPause 状态,视频暂停,当透明 Activity 关闭后,原 Activity 会经过 onResume,视频继续播放。如果用户在播放视频的过程中打开了另一个非透明 Activity,原 Activity 会进入 onPause、onStop 状态,视频暂停,当再次回到这个 Activity 时,经过 onRestart、onStart、onResume,视频重新播放。
Service 怎么给其他应用提供服务?
在安卓中,Service 可以通过使用 AIDL(Android Interface Definition Language)来给其他应用提供服务。
首先,创建一个 AIDL 文件,在这个文件中定义服务接口。例如,要提供一个简单的计算服务,AIDL 文件可以定义加、减、乘、除等方法。这个 AIDL 文件的语法类似于 Java 接口,但是有一些安卓特定的规则。它会自动生成一个接口的 Java 代码,这个代码包含了跨进程通信的必要方法。
在 Service 的实现类中,需要实现 AIDL 接口中定义的方法。这些方法会在其他应用通过绑定(bind)服务的方式调用时被执行。例如,当另一个应用绑定到这个服务时,Service 的 onBind 方法会被调用,返回一个实现了 AIDL 接口的对象,这样其他应用就可以通过这个对象来调用服务中的方法。
为了让其他应用能够访问这个服务,需要在 AndroidManifest.xml 文件中进行配置。需要声明 Service 组件,并且可以设置权限等属性。如果希望服务能够被其他应用访问,需要确保组件的 exported 属性设置为 true,同时可以使用权限来限制哪些应用能够访问这个服务。
当其他应用想要使用这个服务时,首先需要获取 Service 的 Intent,这个 Intent 需要包含服务的完整包名和类名。然后通过 bindService 方法来绑定这个服务,在绑定成功后,会得到一个 IBinder 对象,通过这个对象可以转换为 AIDL 接口对象,从而调用服务中定义的方法。例如,一个计算器应用可以通过这种方式绑定到提供计算服务的 Service,然后调用加法方法来进行计算,实现跨应用的服务调用。
写程序的时候怎么调试?有没有做过代码静态分析?
调试方法:
在编写程序时,调试是非常重要的环节。对于不同的编程语言和开发环境,调试方法有所不同。
以 Java 为例,在集成开发环境(IDE)如 Eclipse 或 IntelliJ IDEA 中,可以使用断点调试。在代码中设置断点,当程序执行到断点处时,程序会暂停执行。可以查看此时变量的值、方法的调用栈等信息。例如,在一个复杂的算法实现中,如果结果不符合预期,可以在关键的计算步骤设置断点,查看每个变量在计算过程中的变化,从而找出错误。
还可以使用日志输出进行调试。在代码的关键位置添加日志输出语句,如在 Java 中使用 System.out.println 或者日志框架(如 Log4j)输出信息。这些信息可以帮助了解程序的执行流程和变量的值。例如,在一个网络请求的程序中,在发送请求前和接收响应后输出日志,记录请求的参数和响应的状态码等,以判断网络请求是否正确执行。
另外,单元测试也是一种调试的手段。通过编写单元测试用例,可以对程序中的各个功能单元进行测试。例如,在一个包含多个方法的类中,为每个方法编写单元测试,当方法的实现发生改变时,运行单元测试可以快速发现是否有功能被破坏。
代码静态分析:
代码静态分析是在不运行代码的情况下对代码进行检查的一种方式。
在 Java 中,可以使用工具如 Checkstyle。它可以检查代码的格式,比如缩进、空格的使用、变量命名规范等。例如,它可以强制要求变量名采用驼峰命名法,方法名首字母小写等格式规则。
还可以使用 FindBugs。FindBugs 可以查找代码中的潜在错误,如空指针引用、资源未关闭等问题。例如,在一个文件读取的程序中,如果忘记关闭文件流,FindBugs 可以检测到这个潜在的资源泄漏问题。
对于安卓开发,Android Lint 是一个非常有用的工具。它可以检查安卓项目中的布局文件、资源文件以及代码中的问题。比如,它可以检查是否在主线程中进行了耗时的操作,是否正确使用了安卓的各种组件(如 Activity、Service 等)的生命周期方法等。
讲讲安卓线程机制,哪些操作一定要放在主线程执行?
安卓线程机制:
安卓是基于 Linux 内核的操作系统,在安卓中线程机制和 Java 的线程机制类似,但也有一些安卓特有的内容。安卓应用启动时,系统会为其创建一个主线程,也称为 UI 线程。这个主线程负责处理用户界面相关的操作,包括绘制视图、处理用户输入等。
除了主线程,开发者可以创建多个子线程来执行耗时的任务,如网络请求、文件读取等。这些子线程和主线程是并发执行的关系。安卓通过消息队列(MessageQueue)和 Handler 机制来实现线程间的通信。子线程可以通过 Handler 发送消息到主线程的消息队列,当主线程从消息队列中取出消息后,可以在主线程中执行相应的操作。
一定要在主线程执行的操作:
- 更新 UI 界面:所有对视图(View)的操作,如设置文本内容、改变视图的可见性、更新布局等操作都必须在主线程中进行。这是因为安卓的视图系统不是线程安全的。例如,在一个 Activity 中,不能在子线程中直接调用 TextView 的 setText 方法来更新显示的文字。如果在子线程中进行这样的操作,可能会导致应用程序崩溃或者出现不可预期的 UI 显示问题。
- 处理用户输入事件:当用户点击按钮、滑动屏幕等操作产生的事件回调方法,默认是在主线程中执行的。这些事件的处理通常涉及到 UI 的更新,所以也需要在主线程中进行。例如,在一个列表视图(ListView)中,当用户点击列表项时,onItemClick 回调方法会在主线程中执行,这个方法可能会涉及到导航到另一个 Activity 或者更新当前 Activity 的部分 UI 等操作。
哪些操作容易造成 ANR?
ANR(Application Not Responding)是安卓应用中比较严重的问题,它意味着应用在一段时间内没有响应。
- 耗时的网络请求在主线程执行:如果在主线程中进行网络请求,如从服务器获取大量数据或者上传文件,由于网络请求可能会因为网络延迟、服务器响应慢等因素导致长时间阻塞主线程。例如,在一个新闻应用中,直接在主线程中下载新闻内容和图片,当网络不稳定时,主线程会一直等待网络响应,从而容易引发 ANR。
- 耗时的文件操作在主线程执行:读取或写入大型文件,如从本地存储读取高清视频文件或者将大量数据写入本地数据库,这些操作如果在主线程进行,会占用主线程资源并且可能需要较长时间。比如,在一个数据备份应用中,直接在主线程进行大量数据的备份到本地存储,会导致主线程无法及时处理用户的其他操作,引发 ANR。
- 复杂的计算在主线程执行:进行大量的数学计算、加密解密等复杂运算。例如,在一个加密应用中,如果在主线程进行高强度的文件加密操作,会使主线程处于繁忙状态,无法响应 UI 操作和其他系统事件,从而造成 ANR。
- 同步的跨进程通信长时间等待:当应用进行跨进程通信,如使用 AIDL 进行服务调用,如果在主线程进行同步的跨进程通信,并且服务端响应过慢,主线程会一直等待,容易引发 ANR。例如,在一个应用中通过 AIDL 调用另一个应用的服务来获取复杂的计算结果,若服务端处理这个计算需要很长时间,就会导致主线程出现 ANR。
并发编程中常会有锁的保护,讲一下有哪些机制?
在并发编程中,锁是一种用于控制多个线程对共享资源访问的机制。
- 互斥锁(Mutex):
- 互斥锁是最基本的锁机制。它的作用是保证在同一时刻只有一个线程能够访问被锁定的资源。例如,在一个多线程的文件写入程序中,多个线程可能都需要写入同一个文件。通过使用互斥锁,当一个线程获取了锁并开始写入文件时,其他线程必须等待这个线程释放锁后才能获取锁并进行写入操作。互斥锁的实现通常是基于操作系统提供的原子操作,确保在多个线程竞争锁时的正确性。
- 互斥锁的缺点是如果一个线程长时间持有锁,可能会导致其他线程长时间等待,从而影响系统的并发性能。而且如果在使用互斥锁时出现死锁情况,会导致程序无法继续运行。例如,线程 A 持有资源 1 的锁,同时等待资源 2 的锁,而线程 B 持有资源 2 的锁,同时等待资源 1 的锁,就会形成死锁。
- 读写锁(Read - Write Lock):
- 读写锁主要用于区分对共享资源的读操作和写操作。它允许多个线程同时对共享资源进行读操作,但在进行写操作时,只允许一个线程进行。例如,在一个多线程的缓存系统中,多个线程可能需要读取缓存中的数据,此时可以使用读写锁来允许多个线程同时读取。但是当一个线程需要更新缓存中的数据(写操作)时,必须独占锁,其他线程(无论是读还是写)都需要等待。这样可以提高并发性能,因为读操作通常是不会修改数据的,多个线程同时读不会产生数据不一致的问题。
- 读写锁的实现相对复杂一些,需要区分读锁和写锁的获取和释放。在使用时,需要正确地判断是读操作还是写操作,然后选择获取相应的锁。如果在获取读锁和写锁的过程中出现错误,可能会导致数据不一致或者性能下降。
- 信号量(Semaphore):
- 信号量可以用于控制同时访问共享资源的线程数量。它有一个初始值,表示可以同时访问资源的线程数量。例如,一个数据库连接池中有 5 个可用的数据库连接,就可以使用信号量来控制,初始值设为 5。当一个线程需要获取数据库连接时,先获取信号量,如果信号量的值大于 0,就可以获取连接并将信号量的值减 1;当线程使用完连接并释放时,将信号量的值加 1。这样可以有效地管理有限的资源,防止资源被过度使用。
- 信号量的应用场景比较广泛,除了资源管理,还可以用于实现线程间的同步。例如,在一个生产者 - 消费者问题中,可以使用信号量来控制生产者和消费者的执行顺序和数量,确保数据的正确生产和消费。
- 条件变量(Condition Variable):
- 条件变量通常和互斥锁一起使用,用于线程间的同步。它允许一个线程等待某个条件满足后再继续执行。例如,在一个线程池中有多个工作线程,当任务队列中没有任务时,工作线程可以通过条件变量等待。当有新任务添加到队列中时,通过信号通知等待的线程,线程被唤醒后可以获取任务并执行。
- 条件变量的使用需要注意正确的等待和唤醒操作。如果唤醒操作没有正确执行,可能会导致线程一直等待或者在不适当的时机被唤醒,从而影响程序的正确性和性能。
重点讲讲 synchronized,包括锁的底层原理、字节码、锁升级过程。
底层原理:
synchronized 是 Java 中的内置锁机制,用于实现多线程环境下的同步。从底层来看,它是基于对象头(Object Header)和监视器(Monitor)来实现的。在 Java 对象头中有一部分空间用于存储锁的状态信息。当一个线程访问被 synchronized 修饰的代码块或方法时,会先尝试获取对象的锁。如果锁没有被其他线程占用,那么这个线程就可以获取锁并进入临界区(被保护的代码部分)执行。
在 HotSpot 虚拟机中,对象头的标记字段存储了锁状态等信息。例如,对于普通对象,未加锁时对象头存储的是对象的哈希码等信息;当线程获取了这个对象的锁后,对象头的状态会发生改变,用于标记该对象已经被锁定。
从操作系统层面理解,synchronized 的实现借助了操作系统的互斥原语。当多个线程竞争锁时,获取到锁的线程可以正常执行,而未获取到锁的线程会被阻塞,这些线程会进入等待队列。这个等待队列是由虚拟机管理的,当持有锁的线程释放锁后,会从等待队列中唤醒一个线程来获取锁。
字节码:
当 Java 代码中有 synchronized 关键字时,在字节码层面会有相应的体现。对于被 synchronized 修饰的方法,字节码中会有一个 ACC_SYNCHRONIZED 标志位。当方法被调用时,执行引擎会检查这个标志位,如果有,就会先获取对象的锁,然后执行方法体,方法执行结束后再释放锁。
对于同步代码块,字节码中会出现 monitorenter 和 monitorexit 指令。monitorenter 指令用于获取对象的锁,monitorexit 指令用于释放对象的锁。当一个线程执行到 monitorenter 指令时,会尝试获取锁,如果获取成功就进入代码块执行,执行完代码块中的最后一个 monitorexit 指令时,就会释放锁。如果在代码块中出现异常,也会通过异常处理机制来保证锁的释放。
锁升级过程:
在 Java 中,synchronized 锁有一个锁升级的过程,主要包括偏向锁、轻量级锁和重量级锁。
偏向锁是一种优化机制,当一个线程访问被 synchronized 修饰的对象时,会在对象头中记录这个线程的 ID,下次这个线程再次访问这个对象时,只需要简单地检查对象头中的线程 ID 是否是自己,如果是,就可以直接进入临界区,不需要进行复杂的锁获取操作,这就减少了锁获取的开销。偏向锁适用于单线程访问同步块的场景。
当有其他线程尝试竞争偏向锁时,偏向锁会升级为轻量级锁。轻量级锁主要是通过 CAS(Compare - And - Swap)操作来实现锁的获取和释放。线程会在自己的栈帧中创建一个锁记录(Lock Record),并将对象头中的部分信息复制到锁记录中,然后通过 CAS 操作尝试将对象头中的指针指向自己的锁记录,若成功则获取轻量级锁。在没有多线程竞争或者竞争不激烈的情况下,轻量级锁可以减少操作系统层面的阻塞和唤醒操作,提高性能。
如果多个线程竞争轻量级锁非常激烈,轻量级锁会升级为重量级锁。此时,线程的阻塞和唤醒操作会交给操作系统来处理,通过操作系统的互斥量(Mutex)来实现锁的功能。这种情况下,性能开销相对较大,但是能够保证在高并发竞争环境下的正确性。
synchronized 加到方法上有什么效果?
当 synchronized 关键字加到方法上时,会使得这个方法成为一个同步方法。
从线程安全的角度来看,这意味着在同一时刻,只有一个线程能够访问这个方法。例如,在一个包含多个线程的类中,如果有一个被 synchronized 修饰的方法,当一个线程进入这个方法执行时,其他线程如果尝试调用这个方法,就会被阻塞,直到正在执行的线程执行完这个方法并释放锁。
这种同步方法在处理共享资源时非常有用。比如,在一个银行账户类中有一个 withdraw(取款)方法,这个方法会修改账户余额这个共享资源。如果这个方法被 synchronized 修饰,当一个线程正在执行取款操作时,其他线程不能同时执行这个取款方法,从而避免了多个线程同时修改账户余额导致的数据不一致问题。
从性能角度考虑,由于方法被同步,可能会导致一定程度的性能下降。尤其是在高并发场景下,如果大量线程频繁地竞争这个方法的锁,会导致线程频繁地阻塞和唤醒,增加系统的开销。不过,在一些对数据一致性要求较高,而并发访问相对不是特别频繁的场景下,这种性能损失是可以接受的。
另外,对于非静态的同步方法,锁的对象是调用这个方法的实例对象。而对于静态的同步方法,锁的对象是这个类的 Class 对象。例如,在一个类中有多个实例,每个实例的非静态同步方法都有自己独立的锁,不同实例的线程可以同时访问各自实例的同步方法;但对于静态同步方法,不管有多少个实例,所有线程访问这个静态同步方法时都共享同一个类级别的锁。
了解安卓架构吗?包括应用层、framework 层、硬件抽象层、Linux 内核,分别介绍一下。
应用层:
这是用户直接接触的部分,包含了各种安卓应用,如社交应用、游戏、工具类应用等。应用层是通过 Java 或者 Kotlin 等编程语言编写的。这些应用使用安卓提供的 API 来构建用户界面、处理用户交互等。
在应用层,Activity、Service、Broadcast Receiver 和 Content Provider 这四大组件发挥着关键作用。Activity 用于构建用户界面,它有自己的生命周期,能够实现屏幕之间的切换等功能。Service 可以在后台执行长时间运行的任务,比如音乐播放、文件下载等,即使应用的界面关闭,服务依然可以运行。Broadcast Receiver 能够接收系统或者应用发出的广播消息,用于在系统事件发生时(如网络状态变化、电池电量变化等)做出响应。Content Provider 则用于在不同应用之间共享数据,例如联系人应用可以通过 Content Provider 将联系人数据提供给其他需要的应用。
应用层还包括各种安卓应用框架,如安卓的视图系统(View System),用于创建和管理用户界面的各种视图组件,像按钮、文本框、列表视图等。并且安卓的资源管理系统也在应用层发挥作用,它负责管理应用中的各种资源,如图片、字符串、布局文件等,使得应用能够方便地根据不同的设备配置(如屏幕分辨率、语言等)来使用这些资源。
Framework 层:
Framework 层为应用层提供了一系列的 API 和服务,它是连接应用层和底层系统的桥梁。它包含了许多重要的子系统。
首先是窗口管理系统,它负责管理应用的窗口,包括窗口的创建、显示、隐藏、大小调整等操作。例如,当一个应用启动一个新的 Activity 时,窗口管理系统会负责将这个 Activity 的窗口正确地显示在屏幕上,并且处理多个窗口之间的层次关系。
然后是活动管理系统,主要涉及到 Activity 的生命周期管理。它协调各个 Activity 之间的启动、停止、暂停等操作,确保应用的流程正确。例如,当用户从一个 Activity 跳转到另一个 Activity 时,活动管理系统会按照预定的规则来处理这两个 Activity 的生命周期,如暂停当前 Activity、启动新的 Activity 等。
另外,还有资源管理系统,它不仅管理应用层的资源,还负责整个系统层面的资源分配。它会根据设备的硬件配置和应用的需求,合理地分配内存、CPU 等资源。例如,当多个应用同时运行时,资源管理系统会根据应用的优先级等因素,分配 CPU 时间片,以确保系统的性能和稳定性。
硬件抽象层(HAL):
硬件抽象层是安卓系统中用于隔离硬件驱动和上层系统的一个重要层次。它的主要目的是为了让安卓系统能够方便地适配不同的硬件设备。
HAL 为上层的 Framework 层提供了统一的硬件访问接口。例如,对于摄像头硬件,HAL 定义了一套标准的接口,用于控制摄像头的打开、关闭、拍照、录像等操作。不同的摄像头硬件厂商只需要按照这个接口标准来实现自己的驱动程序,就可以让安卓系统正确地使用他们的摄像头产品。
这样的好处是,当安卓系统更新或者应用开发时,不需要针对每一种硬件设备进行单独的适配。比如,一个新的相机应用开发时,只需要调用 HAL 提供的相机接口,就可以在各种支持安卓系统的手机上运行,而不需要考虑不同手机摄像头硬件的差异。
HAL 还在一定程度上提高了系统的安全性。因为它限制了上层系统直接访问硬件的权限,只有通过 HAL 提供的接口才能合法地操作硬件,这样可以防止恶意应用或者错误的操作对硬件造成损坏。
Linux 内核:
Linux 内核是安卓系统的底层基础。它提供了许多基本的系统服务,如进程管理、内存管理、设备驱动管理等。
在进程管理方面,Linux 内核负责创建、调度和销毁进程。在安卓系统中,每个应用实际上是运行在一个独立的进程中,Linux 内核通过进程调度算法,合理地分配 CPU 时间片给各个进程,确保系统中的应用能够公平地使用 CPU 资源。例如,当多个应用同时运行时,内核会根据进程的优先级、运行状态等因素,决定每个进程何时可以运行。
对于内存管理,Linux 内核管理着系统的物理内存和虚拟内存。它通过内存分配和回收机制,确保各个应用有足够的内存空间来运行。例如,当一个应用启动时,内核会为其分配一定的内存空间;当应用关闭或者内存不足时,内核会回收这个应用所占用的内存。
在设备驱动管理方面,Linux 内核包含了各种硬件设备的驱动程序。这些驱动程序使得安卓系统能够与硬件设备进行通信。例如,手机中的 Wi - Fi 模块、蓝牙模块、传感器等硬件设备,都有对应的内核驱动程序。这些驱动程序接收来自上层系统(如 HAL)的请求,并将其转换为对硬件设备的实际操作,同时将硬件设备的状态信息反馈给上层系统。
了解过 Linux 内核吗?有用过 Linux 系统吗?介绍一下使用经验。
对 Linux 内核的了解:
Linux 内核是整个 Linux 操作系统的核心部分。它主要负责系统的资源管理和硬件的抽象与驱动。在资源管理方面,它掌控着进程管理,通过复杂的调度算法来分配 CPU 时间片给不同的进程。例如,使用了基于优先级的调度算法,高优先级的进程会优先获得 CPU 资源。同时,内核还负责内存管理,包括物理内存和虚拟内存的分配和回收。对于设备驱动管理,Linux 内核能够支持各种各样的硬件设备,从常见的硬盘、鼠标、键盘到复杂的网络设备、图形处理单元等。它通过设备驱动程序来实现硬件与操作系统的交互,使得上层应用能够使用这些硬件设备。
Linux 内核还提供了安全机制,如用户权限管理。不同的用户和用户组有不同的权限,可以访问不同的文件和执行不同的操作。这种权限管理机制有助于保护系统的安全和数据的隐私。
Linux 系统使用经验:
在日常使用中,我使用过多种 Linux 发行版,如 Ubuntu、CentOS 等。在文件系统管理方面,Linux 的文件系统层次结构清晰,以根目录(/)为起点,不同的目录存放不同类型的文件。例如,/bin 目录存放着常用的二进制可执行文件,/etc 目录包含了系统的配置文件。我学会了使用命令行工具来操作文件,如 ls 用于列出目录内容,cp 用于复制文件,mv 用于移动文件等。
在软件安装方面,不同的 Linux 发行版有不同的软件包管理工具。以 Ubuntu 为例,使用 apt - get 命令可以方便地安装、更新和卸载软件。例如,通过 “apt - get install firefox” 可以安装火狐浏览器。对于服务器相关的使用,我在 CentOS 上搭建过 Web 服务器,使用 Apache 或者 Nginx 作为服务器软件。通过配置相应的配置文件,可以设置服务器的端口、域名、虚拟主机等内容。
在脚本编程方面,我使用过 Bash 脚本。Bash 脚本可以自动化一些重复性的任务。例如,编写一个脚本可以自动备份指定目录下的文件到另一个存储设备,通过结合命令行工具和条件判断、循环等编程结构,能够高效地完成复杂的任务。同时,在系统管理方面,我还学会了使用一些系统监控工具,如 top 用于查看系统的进程状态和资源占用情况,df 用于查看磁盘空间使用情况等,这些工具帮助我更好地维护和管理 Linux 系统。
讲一讲垃圾收集器的原理。
垃圾收集器主要用于自动管理内存,回收不再被使用的对象所占用的内存空间。
从原理上来说,垃圾收集器首先需要确定哪些对象是垃圾,也就是不再被程序引用的对象。其中一种常见的方法是可达性分析。从一组被称为 “GC Roots” 的对象开始,这些对象包括当前正在执行的方法中的局部变量、静态变量、常量池中的引用等。通过引用关系来遍历对象图,如果一个对象无法通过这些 GC Roots 引用链到达,那么这个对象就被认为是可以回收的垃圾。
例如,在一个方法中创建了一个局部对象,当这个方法执行结束后,如果这个对象没有被其他可达对象引用,那么它就会被标记为垃圾对象。
在确定了垃圾对象后,垃圾收集器会采用不同的回收策略来回收内存。
一种常见的回收策略是标记 - 清除(Mark - Sweep)。首先,垃圾收集器会对内存中的对象进行标记,标记出所有不是垃圾的对象。然后,清除阶段会回收那些没有被标记的垃圾对象所占用的内存空间。不过,这种策略会产生内存碎片,因为被回收的垃圾对象可能是分散在内存中的,回收后会导致内存空间不连续。
为了解决标记 - 清除产生的内存碎片问题,出现了标记 - 整理(Mark - Compact)策略。在标记阶段和标记 - 清除一样,标记出非垃圾对象。但是在整理阶段,不是简单地清除垃圾对象,而是将所有非垃圾对象向内存的一端移动,使得所有存活的对象在内存的一端连续存放,这样就消除了内存碎片,之后可以将另一端的连续空间作为新的内存分配区域。
还有一种策略是复制(Copying)。它将内存分为两个区域,比如分为 Eden 区和 Survivor 区。当对象在 Eden 区创建后,经过垃圾收集时,存活的对象会被复制到 Survivor 区,而 Eden 区中未存活的对象占用的空间就可以被回收。这种策略的优点是不会产生内存碎片,但是它的缺点是需要有额外的内存空间来进行复制操作,而且每次只能使用一半的内存空间来创建新对象。
不同的垃圾收集器会采用不同的回收策略或者组合使用这些策略。例如,在 Java 的分代收集理论中,新生代(Young Generation)通常采用复制策略,因为新生代中的对象生命周期较短,大部分对象在垃圾收集时都已经死亡,复制操作的开销相对较小。而老年代(Old Generation)通常采用标记 - 整理或者标记 - 清除策略,因为老年代中的对象生命周期较长,内存碎片的问题相对更需要关注。
讲一讲继承与多态的区别。
继承:
继承主要是一种代码复用的机制。它是面向对象编程中的一个重要概念,允许一个类(子类)继承另一个类(父类)的属性和方法。例如,在一个动物分类的程序中,可以有一个 “动物” 类作为父类,它具有一些通用的属性,像 “体重”“年龄” 等,以及一些通用的方法,如 “进食”“移动”。然后可以有 “哺乳动物” 类作为 “动物” 类的子类,它继承了 “动物” 类的这些属性和方法,同时还可以添加自己特有的属性和方法,比如 “乳腺” 这个属性以及 “哺乳” 这个方法。
通过继承,子类可以直接使用父类的非私有属性和方法,减少了代码的重复编写。而且这种继承关系可以构建出一个类的层次结构,体现了一种 “is - a” 的关系,比如 “哺乳动物” 是一种 “动物”。在维护代码时,当父类的某些方法或属性需要修改时,子类也会相应地受到影响,这种一致性有助于代码的整体管理。
多态:
多态是指同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。它基于继承,并且强调对象的行为在不同情况下的多样性。以刚才的动物例子来说,“动物” 类中有一个 “移动” 的方法,在 “哺乳动物” 类中这个方法可能被重写为 “四肢行走”,在 “鸟类” 类(也是 “动物” 类的子类)中可能被重写为 “飞行”。当有一个函数接受一个 “动物” 类型的参数,并且调用这个参数的 “移动” 方法时,根据传入的实际对象是 “哺乳动物” 还是 “鸟类”,会执行不同的 “移动” 行为,这就是多态。
多态可以通过方法重写或者接口实现来达到。它使得代码更加灵活和可扩展,能够根据不同的对象类型来执行不同的操作,而不需要在代码中进行大量的条件判断。例如,在一个图形绘制系统中,可以有一个 “图形” 接口,不同的图形类(如 “圆形”“方形”)实现这个接口,并且重写 “绘制” 方法。当需要绘制一组图形时,只需要遍历这个图形列表,调用每个图形对象的 “绘制” 方法,就可以根据不同的图形类型进行正确的绘制,而不用为每种图形编写单独的绘制代码。
讲一讲重写和重载的区别。
重写(Override):
重写发生在子类和父类之间,是一种对继承而来的方法进行重新定义的行为。当子类中的方法和父类中某个方法具有相同的方法签名(方法名、参数列表、返回类型都相同,对于返回类型,在 Java 5 之后如果是返回值为引用类型的方法,返回类型可以是父类返回类型的子类)时,就发生了重写。例如,在一个类层次结构中,父类有一个 “display” 方法,子类可以重写这个方法来提供自己特有的实现。
重写的目的是为了实现多态。当通过父类引用调用这个被重写的方法时,实际执行的是子类中的方法。这使得代码可以根据对象的实际类型来执行不同的操作。例如,在一个员工管理系统中,有 “员工” 类作为父类,“经理” 类作为子类,“员工” 类中有一个 “计算工资” 的方法,“经理” 类重写这个方法来加入奖金等额外计算。当通过一个 “员工” 类型的引用指向一个 “经理” 对象并调用 “计算工资” 方法时,会执行 “经理” 类中重写后的方法。
重载(Overload):
重载是在同一个类中,有多个方法具有相同的方法名,但参数列表不同(参数的个数、类型或者顺序不同)。例如,在一个数学计算类中,可以有一个 “add” 方法,它有两个整数参数用于计算两个整数的和;同时还可以有另一个 “add” 方法,它有三个整数参数用于计算三个整数的和。
重载的目的是为了提供更灵活的方法调用方式,让同一个方法名可以根据不同的参数情况执行不同的操作。在调用重载方法时,编译器会根据传入的实际参数来决定调用哪个具体的方法。比如,在刚才的数学计算类中,如果传入两个整数,就会调用有两个整数参数的 “add” 方法;如果传入三个整数,就会调用有三个整数参数的 “add” 方法。重载和多态没有直接关系,它主要是为了方便程序员在同一个类中定义多个功能相似但参数不同的方法。
讲一讲进程和线程的区别,这两个各自适用什么样的场景?
进程和线程的区别:
进程是操作系统资源分配的基本单位,它拥有独立的内存空间、文件描述符等系统资源。一个进程就像是一个独立的程序运行实例,每个进程都有自己独立的地址空间,这意味着不同进程中的变量、代码等是相互隔离的。例如,在操作系统中运行的一个浏览器进程和一个文本编辑器进程,它们的内存空间是完全分开的,一个进程无法直接访问另一个进程的内存。
线程是进程中的执行单元,是 CPU 调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程,这些线程共享进程的内存空间和其他资源。例如,在一个多线程的文件下载进程中,多个线程可以同时工作,它们共享进程的文件描述符等资源,并且可以访问进程中的全局变量。线程之间的切换相对进程切换来说开销较小,因为线程切换不需要切换内存空间等大量的系统资源。
适用场景:
进程适用场景:
- 独立性要求高的任务:当需要运行多个相互独立、不希望相互干扰的程序时,使用进程比较合适。例如,在服务器上同时运行一个 Web 服务器进程和一个数据库服务器进程,它们各自处理不同的任务,并且需要保证独立性,防止一个程序的崩溃影响到另一个程序。
- 安全性要求高的任务:如果需要对不同的任务进行严格的资源隔离和安全保护,进程是更好的选择。比如,在操作系统中,系统进程和用户进程是分开的,用户进程不能随意访问系统进程的资源,这样可以提高系统的安全性。
线程适用场景:
- 需要提高程序执行效率的任务:当一个任务可以分解为多个子任务,并且这些子任务之间需要共享数据时,线程是很好的选择。例如,在一个图像渲染程序中,不同的线程可以负责渲染图像的不同部分,它们共享图像的原始数据和渲染后的结果数据,通过多线程并行工作可以加快渲染速度。
- 需要及时响应的任务:对于一些需要及时处理用户输入或者外部事件的程序,多线程可以提高响应速度。比如,在一个图形用户界面(GUI)应用中,一个线程可以负责处理用户的输入(如鼠标点击、键盘输入),另一个线程可以负责后台的数据更新或者长时间运行的任务,这样可以在后台任务执行的同时,及时处理用户的输入,提供良好的用户体验。
安卓跨进程通信的方式有哪些?
在安卓中,有多种跨进程通信(IPC)的方式。
AIDL(Android Interface Definition Language):
AIDL 主要用于实现服务(Service)与其他应用或者组件之间的跨进程通信。首先,需要定义一个 AIDL 文件,在这个文件中定义接口,接口中的方法可以被其他进程调用。例如,一个音乐播放服务可以通过 AIDL 定义播放、暂停、停止等方法。
当一个应用想要使用这个服务时,需要绑定这个服务,然后通过 AIDL 生成的接口来调用服务中的方法。在服务端,需要实现 AIDL 接口中定义的方法,这些方法会在客户端调用时执行。AIDL 会自动处理底层的跨进程通信细节,如数据的序列化和反序列化。这种方式适用于复杂的服务提供场景,比如一个应用提供复杂的计算服务或者数据共享服务给其他应用。
Messenger:
Messenger 是一种轻量级的跨进程通信方式。它基于消息传递机制,通过 Handler 和 Message 来实现。一个进程可以创建一个 Messenger 对象,这个对象关联一个 Handler。当想要发送消息给另一个进程时,通过 Messenger 的 send 方法将消息发送到另一个进程的 Messenger 对象中。
接收消息的进程通过自己的 Handler 来处理收到的消息。例如,在一个后台服务和一个前台 Activity 之间,可以使用 Messenger 来传递简单的指令或者数据,如从服务传递一个进度更新消息给 Activity。Messenger 适用于简单的、单向的或者少量数据的跨进程通信场景。
Content Provider:
Content Provider 主要用于在不同应用之间共享数据。它提供了一种标准化的方式来访问和操作数据。例如,安卓系统中的联系人应用通过 Content Provider 将联系人数据提供给其他应用访问。
应用可以通过 ContentResolver 来访问 Content Provider 提供的数据。Content Provider 可以基于数据库、文件系统等多种数据源。它支持对数据的查询、插入、更新和删除操作。这种方式适用于数据共享的场景,比如多个应用需要共享用户的设置数据、文件数据等。
Broadcast Receiver:
Broadcast Receiver 用于接收广播消息,这也是一种跨进程通信的方式。系统或者应用可以发送广播,其他应用中的 Broadcast Receiver 可以接收这些广播。例如,当系统的网络状态发生变化时,会发送一个广播,应用中的 Broadcast Receiver 可以接收到这个广播并做出相应的反应。
广播可以是普通广播或者有序广播。普通广播是异步发送的,所有接收者几乎同时收到广播;有序广播是按照接收者的优先级顺序依次传递,接收者可以截断或者修改广播内容。Broadcast Receiver 适用于系统事件通知或者应用之间简单的消息传递场景。
多线程相关知识有哪些?
多线程的基本概念:
多线程是指在一个程序中同时运行多个线程,每个线程可以独立地执行一段代码。这些线程可以并发执行,共享进程的资源,如内存空间、文件描述符等。例如,在一个多线程的网络服务器程序中,多个线程可以同时处理不同客户端的请求。
线程的创建方式:
在 Java 等编程语言中,可以通过多种方式创建线程。一种是继承 Thread 类,重写 run 方法,在 run 方法中编写线程要执行的代码,然后通过调用 start 方法来启动线程。另一种是实现 Runnable 接口,将实现了 Runnable 接口的对象作为参数传递给 Thread 的构造函数,然后启动线程。这两种方式各有优劣,实现 Runnable 接口的方式更符合面向对象的设计原则,因为可以避免单继承的限制。
线程的同步与互斥:
当多个线程访问共享资源时,可能会出现数据不一致等问题,这时就需要进行线程同步。常见的同步方式是使用锁,如 Java 中的 synchronized 关键字。它可以保证在同一时刻只有一个线程能够访问被锁定的资源。例如,在一个银行账户类中,如果有多个线程同时操作账户余额这个共享资源,通过使用 synchronized 关键字来修饰操作余额的方法,可以防止数据不一致。
除了 synchronized 关键字,还可以使用其他高级的同步工具,如 ReentrantLock。它提供了更灵活的锁机制,比如可以实现公平锁和非公平锁,并且可以通过 tryLock 方法来尝试获取锁,而不是像 synchronized 那样一直等待。
线程间通信:
线程间通信也是多线程编程中的重要内容。在 Java 中,可以使用 Object 类的 wait、notify 和 notifyAll 方法来实现线程间的通信。例如,在一个生产者 - 消费者问题中,生产者线程生产数据后,可以通过 notify 方法通知消费者线程来消费数据;消费者线程在没有数据可消费时,可以通过 wait 方法等待生产者生产数据。
另外,也可以使用 BlockingQueue 等高级的线程间通信工具。BlockingQueue 是一个阻塞队列,当队列满时,生产者线程会被阻塞;当队列空时,消费者线程会被阻塞。这种方式可以更方便地实现生产者 - 消费者模型。
线程池:
线程池是一种管理和复用线程的机制。它预先创建一定数量的线程,当有任务需要执行时,将任务分配给线程池中的线程,而不是每次都创建新的线程。这样可以减少线程创建和销毁的开销。线程池通常有核心线程和非核心线程之分,核心线程在线程池初始化时创建,一般不会被销毁;非核心线程可以根据任务的多少动态地创建和销毁。通过合理地配置线程池的大小和参数,可以提高系统的性能和资源利用率。
再详细讲一讲 activity 生命周期。
Activity 生命周期是安卓开发中非常重要的概念,它描述了一个 Activity 从创建到销毁的整个过程,包含多个阶段。
首先是 onCreate 方法,这个阶段是 Activity 创建的时候被调用。在这里主要进行一些初始化的操作,例如通过 setContentView 方法设置 Activity 的布局文件,初始化一些成员变量,比如数据适配器、监听器等。就像在一个新闻列表 Activity 中,会在 onCreate 阶段设置列表的布局,并且初始化数据加载相关的操作,为后续的数据展示做准备。
接着是 onStart 方法,当 Activity 从不可见状态变为可见状态时,这个方法会被调用。不过此时 Activity 可能还没有获取焦点,例如当一个透明的对话框或者另一个透明的 Activity 覆盖在当前 Activity 之上时,被覆盖的 Activity 处于 onStart 状态。在这个阶段,可以进行一些与视图显示相关的操作,比如启动一些动画,让视图逐渐显示出来。
onResume 方法是在 Activity 获取焦点并可以和用户进行交互的时候调用。例如,在一个游戏 Activity 中,当进入 onResume 状态,玩家就可以通过按键或者触摸屏幕来操作游戏。这个阶段也是应用在前台并且能够接收用户输入的重要阶段,像传感器的监听等操作也通常在这个阶段开启,以保证能够及时获取用户的操作信息。
当 Activity 失去焦点但仍然可见时,onPause 方法会被调用。这个阶段需要快速执行,因为如果新的 Activity 需要占用大量资源来启动,系统可能会先销毁当前 Activity。在这个阶段通常需要暂停一些耗时的操作,比如暂停视频播放、停止动画等。例如,在一个视频播放 Activity 中,当用户按下主页键或者有新的 Activity 启动时,就会进入 onPause 状态,此时应该暂停视频播放,避免资源浪费。
onStop 方法是在 Activity 完全不可见时调用。在这个阶段可以释放一些资源,例如停止网络请求、关闭数据库连接等。因为 Activity 已经不可见,这些资源暂时不需要被使用。例如,一个地图 Activity 被其他 Activity 完全覆盖后,进入 onStop 状态,可以停止地图数据的加载和更新。
如果 Activity 被重新启动,从不可见到可见,会先调用 onRestart 方法,然后再依次经过 onStart 和 onResume 方法,恢复到可以和用户交互的状态。
最后是 onDestroy 方法,这是 Activity 生命周期的最后阶段,在这里要释放所有剩余的资源,例如解除广播注册、销毁视图等。这个阶段之后,Activity 就彻底从内存中被销毁了。例如,当用户长时间不使用一个 Activity,系统为了回收内存,可能会销毁这个 Activity,就会调用 onDestroy 方法。
HTTP 和 HTTPS 有什么区别?
HTTP(超文本传输协议)和 HTTPS(超文本传输安全协议)是用于在网络上传输数据的协议,它们有诸多区别。
从安全性方面来看,HTTP 是明文传输协议,数据在传输过程中是以明文的形式发送的。这意味着如果数据被中间人拦截,很容易被窃取或者篡改。例如,用户在一个 HTTP 网站上登录账号和密码,这些信息在网络传输过程中没有加密,攻击者可以通过抓包工具获取这些敏感信息。而 HTTPS 是基于 SSL/TLS 协议对数据进行加密传输的。在 HTTPS 通信中,客户端和服务器端会先进行握手,协商加密算法和密钥,然后使用这个密钥对数据进行加密。这样,即使数据被中间人拦截,由于没有密钥,也无法获取数据的真实内容,保证了数据的安全性和完整性。
在连接方式上,HTTP 使用的是 80 端口进行通信,这是默认的端口号。例如,当在浏览器中输入一个网址(如http://example.com),如果没有指定端口,浏览器就会默认使用 80 端口与服务器建立连接。而 HTTPS 使用的是 443 端口。这两个端口是区分 HTTP 和 HTTPS 通信的一个简单方式。
从认证方面来说,HTTP 没有提供身份认证机制。服务器无法验证客户端的身份,客户端也无法确定服务器是否是真正的目标服务器。在 HTTPS 中,服务器会通过数字证书来证明自己的身份。数字证书是由权威的证书颁发机构(CA)颁发的,其中包含了服务器的公钥等信息。客户端在与服务器建立连接时,会验证这个证书的合法性,只有证书合法,才会继续建立安全的连接。这样可以防止用户访问到伪装的服务器,避免钓鱼攻击等安全问题。
在性能方面,由于 HTTPS 需要进行加密和解密操作,以及证书验证等额外的步骤,它的性能通常会比 HTTP 略低。加密和解密过程会消耗一定的 CPU 资源,证书验证也会增加一定的通信延迟。不过,随着计算机性能的提高和加密技术的优化,这种性能差距在逐渐缩小。而且对于一些对安全性要求极高的应用,如网上银行、电子商务等,这点性能损失是值得的,以换取数据的安全传输。
TCP 协议是什么?和 UDP 之间有什么区别?
TCP(传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的传输层协议。
TCP 协议在通信之前,需要先建立连接。就像打电话一样,双方要先建立通话链路才能开始交流。它通过三次握手来建立连接。第一次握手是客户端向服务器发送一个带有 SYN 标志位的数据包,表示请求建立连接;第二次握手是服务器收到客户端的请求后,向客户端发送一个带有 SYN 和 ACK 标志位的数据包,表示同意建立连接并且对客户端的请求进行了确认;第三次握手是客户端收到服务器的确认后,再向服务器发送一个带有 ACK 标志位的数据包,表示已经收到服务器的确认,连接正式建立。这种连接建立的过程保证了通信双方都已经准备好进行数据传输。
在数据传输过程中,TCP 是可靠的。它使用序列号和确认应答机制来确保数据的准确传输。发送方会为每个发送的数据段添加一个序列号,接收方收到数据后会返回一个确认应答(ACK),告诉发送方已经收到了哪些数据。如果发送方没有收到确认应答,就会重传数据。例如,在文件传输场景中,TCP 协议能够保证文件的每一个字节都准确无误地传输到目的地。
TCP 还具有流量控制和拥塞控制机制。流量控制是为了防止发送方发送数据的速度过快,导致接收方无法及时处理。它通过接收方返回的窗口大小来告诉发送方自己能够接收的数据量。拥塞控制则是为了避免网络出现拥塞。当网络出现拥塞时,TCP 会自动降低发送数据的速度,以减轻网络的负担。
UDP(用户数据报协议)和 TCP 有很大的区别。UDP 是一种无连接的、不可靠的传输层协议。
UDP 不需要建立连接就可以直接发送数据。就像寄明信片一样,不需要提前和对方沟通,直接把信息发送出去。由于没有连接建立的过程,UDP 的通信效率相对较高,延迟较低。
UDP 是不可靠的,它不保证数据一定能够到达目的地,也不保证数据的顺序。发送方只管发送数据,不会像 TCP 那样等待确认应答或者重传丢失的数据。例如,在一些实时性要求很高的应用场景中,如视频会议、在线游戏等,少量的数据丢失或者顺序错乱是可以接受的,UDP 的这种特性可以满足这些应用对实时性的要求。
在应用场景方面,TCP 适合对数据准确性和完整性要求很高的场景,如文件传输、电子邮件等。而 UDP 适合对实时性要求高、对数据丢失和顺序不太敏感的场景,如实时视频流、语音通话等。