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一个 activity 只能有一个进程么【对进程的理解】
在 Android 中,一个 Activity 并不只能有一个进程。进程是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
从原理上来说,Android 系统允许开发者通过在 AndroidManifest.xml 文件中的<activity>标签设置 android:process 属性,来指定 Activity 运行在不同的进程中。例如,如果有一个对性能要求很高的多媒体播放 Activity,可能会将它放在一个单独的进程中运行,这样可以避免它和其他功能(如网络请求、数据持久化等)互相干扰。
当一个 Activity 运行在单独的进程时,它拥有自己独立的内存空间。这意味着它的资源(如内存中的对象、文件描述符等)不会和其他进程中的 Activity 共享,除非使用跨进程通信(IPC)机制。常见的 IPC 机制包括 AIDL(Android Interface Definition Language)、Messenger、ContentProvider 等。
如果没有特殊指定,默认情况下,同一个应用中的 Activity 会运行在同一个进程中。这样做的好处是方便组件之间的通信和资源共享,例如可以通过简单的 Intent 来启动另一个 Activity,并且可以方便地共享数据库连接、缓存等资源。但在一些特殊情况下,比如为了隔离重要的功能模块或者提高系统的稳定性和性能,将 Activity 放在不同的进程中是很有必要的。
活动任务栈(activity 任务栈)相关,四种启动模式分别是什么
在 Android 中,Activity 的启动模式是用于控制 Activity 实例在任务栈(Task Stack)中的行为。任务栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,用于管理用户的导航历史。
standard(标准模式)
- 这是 Activity 默认的启动模式。每当通过 startActivity () 方法启动一个新的 Activity 时,系统就会在任务栈中创建一个新的 Activity 实例。例如,假设应用中有 Activity A、B、C。当从 A 启动 B 时,会在栈顶添加一个 B 的实例;再从 B 启动 C,又会在栈顶添加一个 C 的实例。任务栈的顺序就是 A - B - C。如果用户按返回键,C 会被销毁,然后显示 B,再按返回键,B 会被销毁,显示 A。
- 这种模式的优点是简单直接,每个启动请求都会创建新的实例,适合大多数常规的场景,如普通的信息展示页面等。但如果频繁启动同一个 Activity,会导致任务栈中存在大量相同 Activity 的实例,占用较多内存。
singleTop(栈顶复用模式)
- 当要启动的 Activity 已经位于任务栈的栈顶时,系统不会重新创建该 Activity 的实例,而是直接调用它的 onNewIntent () 方法。例如,有一个新闻详情 Activity,用户在浏览新闻列表时,多次点击同一个新闻条目。如果该新闻详情 Activity 是 singleTop 模式,当它已经在栈顶时,不会重复创建,而是更新显示的新闻内容。
- 这种模式适用于一些可能会被频繁启动且希望在栈顶复用的场景,比如即时通讯应用中的聊天界面。当收到新消息时,聊天界面如果在栈顶,就不需要重新创建,直接处理新消息即可。
singleTask(栈内复用模式)
- 当使用这种启动模式启动 Activity 时,系统会在任务栈中查找是否存在该 Activity 的实例。如果存在,会将该 Activity 之上的所有 Activity 都销毁,然后将找到的这个 Activity 实例置于栈顶,并调用它的 onNewIntent () 方法。例如,有一个登录 Activity,在应用的多个功能模块中可能都会涉及登录操作。如果登录 Activity 是 singleTask 模式,当用户在其他功能模块中触发登录操作时,系统会找到已经存在的登录 Activity 实例(如果有的话),将其上面的 Activity 销毁,把登录 Activity 置于栈顶,方便用户进行登录操作。
- 这种模式适合作为应用的入口点或者核心功能模块的 Activity,比如主界面或者登录界面,能够保证在整个应用中该 Activity 只有一个实例,并且可以方便地进行复用。
singleInstance(单实例模式)
- 这种模式是最特殊的。当一个 Activity 设置为 singleInstance 时,它会单独占用一个任务栈。例如,有一个系统级别的设置 Activity,当从应用 A 中启动这个设置 Activity 时,会创建一个新的任务栈来容纳这个设置 Activity。如果从应用 B 中也启动这个设置 Activity,会直接使用之前创建的那个任务栈中的设置 Activity 实例。
- 这种模式适用于需要在多个应用或者整个系统范围内共享的 Activity,比如共享的文件选择器或者系统设置界面等,能够保证在整个系统中该 Activity 只有一个实例,并且与其他应用的任务栈相互独立。
夜间主题的实现方式有哪些
在 Android 中,实现夜间主题有多种方式。
使用样式和主题(Style and Theme)
- Android 提供了强大的样式和主题系统。可以在 res/values/styles.xml 文件中定义两种主题,一种是日间主题,一种是夜间主题。例如,日间主题可以使用明亮的颜色作为背景和文字颜色,像白色背景和黑色文字;而夜间主题可以使用深色背景和浅色文字,如黑色背景和白色文字。
- 在主题中,可以设置各种属性,包括但不限于背景颜色(android:background)、文字颜色(android:textColor)、按钮颜色(自定义按钮样式中的背景和文字颜色)等。定义好主题后,可以在 AndroidManifest.xml 文件中为应用或特定的 Activity 指定主题。并且,可以通过代码动态地切换主题。比如,在 Activity 中,可以使用 setTheme () 方法来切换主题。不过需要注意的是,这种方法如果在 Activity 已经创建后调用,可能需要重新创建 Activity 才能使主题完全生效,因为有些视图的属性在创建后就固定了。
- 还可以利用 AppCompat 库提供的功能来更好地支持主题切换。AppCompat 库允许在不同的 Android 版本上实现一致的主题效果。例如,通过使用 AppCompat 主题作为基础主题,如 Theme.AppCompat.DayNight,可以方便地实现根据系统时间或者用户设置来自动切换日间和夜间主题。
通过第三方库实现
- 有许多优秀的第三方库可以帮助实现夜间主题。例如,Android Night Mode 是一个简单易用的库。它提供了简单的 API 来实现夜间模式的切换。这些库通常会自动处理视图的颜色、背景等属性的变化,减少开发者的工作量。
- 一些大型的 UI 框架,如 Material Design 组件库,也提供了关于主题切换的支持。它们会根据设计规范来自动调整组件的颜色、阴影等属性,以适应不同的主题环境。使用这些库时,通常需要按照它们的文档进行配置,比如添加依赖、初始化等步骤,然后就可以方便地在应用中实现夜间主题的切换。
根据系统设置进行适配
- Android 系统本身提供了一些设置选项,如夜间模式。可以在应用中检测系统的夜间模式设置,并根据这个设置来调整应用的主题。可以通过 ContentResolver 来查询系统的设置。例如,使用 Settings.System.getInt () 方法来获取系统的夜间模式设置状态(如果设置为夜间模式,会返回一个特定的值)。
- 根据获取到的系统设置值,在应用的启动或者特定的场景下,如 Activity 的 onCreate () 方法中,来决定应用应该使用哪种主题。这样可以让应用的主题和系统的主题保持一致,提供更好的用户体验。
怎样阻止 apk 软件包的安装
在 Android 中,有几种方式可以阻止 APK 软件包的安装。
通过设备策略(Device Policy)
- 在企业级的设备管理场景下,可以利用设备策略来控制应用的安装。例如,移动设备管理(MDM)解决方案允许管理员定义安装限制。通过实现一个设备管理接收器(DeviceAdminReceiver),可以在 AndroidManifest.xml 文件中进行配置。
- 可以设置安装白名单或黑名单。在设备管理接收器中,重写 onInstallPackages () 方法,根据预先定义的规则来允许或禁止 APK 的安装。如果 APK 在黑名单中,就可以在这个方法中返回一个错误码,阻止安装。同时,这种方法还可以用于监控和记录安装尝试,以满足企业安全和合规的需求。
利用应用权限(App Permissions)
- 在 Android 系统中,普通用户也可以通过应用权限来间接阻止 APK 的安装。从 Android 8.0(Oreo)开始,应用安装器(如 Google Play 商店)需要请求 REQUEST_INSTALL_PACKAGES 权限才能安装应用。如果用户在应用的权限设置中,禁止了安装器的这个权限,那么这个安装器就无法正常安装 APK。
- 不过,这种方式需要用户主动去管理权限,并且可能会影响到合法应用的正常安装。例如,如果用户误操作禁止了安装器的权限,那么即使是安全可靠的应用也无法通过这个安装器进行安装,直到用户重新授予权限。
修改系统设置(System Settings)
- 对于一些定制化的 Android 系统或者有 Root 权限的设备,可以通过修改系统设置来阻止 APK 安装。例如,在系统的安装设置中,可以将 “允许安装未知来源的应用” 选项关闭。这样,除了来自官方应用商店(如 Google Play 商店)的应用,其他来源的 APK 都无法安装。
- 这种方法可以有效防止用户不小心安装恶意软件,但同时也限制了用户安装一些非官方渠道但合法的应用的灵活性。如果用户需要安装非官方渠道的应用,需要再次打开这个选项,并且在安装过程中要谨慎操作,确保应用的安全性。
安卓开发用的操作系统是什么
安卓开发可以在多种操作系统上进行。
Windows 操作系统
- Windows 是最常用的操作系统之一,在 Windows 上进行安卓开发有很多优势。首先,有大量的开发工具支持 Windows 平台。例如,Android Studio 是安卓开发的官方集成开发环境(IDE),它在 Windows 上有很好的兼容性。可以在 Windows 上方便地下载和安装 Android Studio,并且利用它来创建、编辑和调试安卓应用。
- 在 Windows 上还可以方便地管理安卓开发所需的各种 SDK(软件开发工具包)。可以通过 Android Studio 的 SDK Manager 来下载不同版本的 Android SDK,包括用于不同设备和安卓版本的支持库、模拟器系统镜像等。同时,在 Windows 上也可以使用命令行工具来进行一些开发任务,如使用 Gradle 命令来构建和打包安卓应用。
- 此外,与其他操作系统相比,Windows 系统在文件管理等方面有自己的特点,开发者可以利用熟悉的文件管理方式来组织安卓开发项目的文件结构。例如,很容易将资源文件(如图像、音频等)添加到安卓项目的相应目录中。
macOS 操作系统
- macOS 也是安卓开发的常用操作系统。对于许多开发者来说,macOS 系统本身具有良好的稳定性和性能。Android Studio 在 macOS 上同样有出色的表现,它能够很好地利用 macOS 的图形处理能力和系统资源。
- 在 macOS 上进行安卓开发,也可以方便地通过 SDK Manager 获取所需的 SDK 组件。并且,由于 macOS 和 Linux 有一定的相似性,在命令行操作方面,一些在 Linux 下常用的命令(如用于构建的命令)也可以在 macOS 下使用,这对于熟悉 Unix - like 系统的开发者来说是很方便的。
- 另外,macOS 系统的生态系统使得它在与其他苹果设备(如 iPhone 用于测试跨平台应用等)进行交互时有一定的优势,虽然安卓和苹果是不同的平台,但在开发过程中,可能会涉及到一些跨平台的对比和测试场景。
Linux 操作系统
- Linux 操作系统是开源的,对于安卓开发来说有很多优势。首先,安卓本身是基于 Linux 内核的,所以在 Linux 系统上开发安卓应用在环境上有一定的天然契合度。例如,许多底层的工具和命令在 Linux 系统中可以直接使用,不需要额外的适配。
- Android Studio 在 Linux 系统上运行良好,并且可以方便地通过软件包管理器或者手动下载的方式获取和更新安卓开发所需的 SDK 等资源。在 Linux 系统中,利用命令行进行开发是非常高效的,如使用 Bash 脚本可以自动化一些开发流程,像自动构建多个不同配置的 APK 等。
- 而且,Linux 系统的可定制性很强,开发者可以根据自己的需求调整开发环境,例如配置开发服务器用于测试安卓应用的网络功能等。
安卓开发中 debug 的方法是什么
在安卓开发中有多种有效的 debug 方法。
首先是使用 Android Studio 自带的调试工具。可以通过在代码中设置断点来暂停程序的执行。在想要检查变量值或者查看程序执行流程的地方,点击行号旁边的空白区域就能设置断点。当启动调试模式运行应用时,程序会在断点处暂停,此时可以查看各个变量的值,包括基本数据类型(如 int、String 等)和复杂对象的属性。还能逐行执行代码,观察每一步的执行效果。
Log 输出也是很重要的 debug 方法。可以在代码中使用 Log 类(如 Log.d、Log.e 等)来输出信息。例如,在怀疑某个方法没有正确执行或者某个变量的值不符合预期时,在方法开始和结束处或者变量赋值前后输出 Log 信息。这些 Log 信息会显示在 Android Studio 的 Logcat 窗口中,通过合理设置 Tag,可以方便地筛选出想要查看的日志信息。比如在开发一个网络请求模块时,用一个特定的 Tag 来标记所有与网络请求相关的 Log,这样就能快速定位网络请求过程中的问题,如查看请求的 URL 是否正确、返回的状态码是什么等。
另外,还可以使用模拟器或者真机的开发者选项来辅助 debug。在开发者选项中,有一些工具如显示布局边界,当怀疑视图的布局出现问题时,开启这个选项可以看到每个视图的边界,有助于发现视图是否重叠、大小是否符合预期等问题。同时,有些模拟器还支持模拟不同的网络环境,这对于调试网络相关的功能很有帮助,比如可以模拟网络延迟、网络中断等情况,检查应用在这些情况下的处理是否正确。
列表页可以用什么实现 (ListView、RecyclerView),ListView 与 LinearLayout 区别
在安卓开发中,列表页可以使用 ListView 和 RecyclerView 来实现。
ListView 是一个比较传统的用于展示列表数据的视图。它具有简单易用的特点。ListView 会为每个数据项创建一个视图,并且可以通过设置适配器(Adapter)来将数据绑定到视图上。例如,在一个简单的联系人列表应用中,通过自定义一个适配器,将联系人数据填充到 ListView 的每个列表项中。ListView 有自己的回收机制,当列表项滚动出屏幕时,它会回收视图,以便重新用于新进入屏幕的列表项,但是这种回收机制相对比较固定。
RecyclerView 是一个更加强大和灵活的列表视图组件。它提供了更好的性能和可扩展性。与 ListView 不同,RecyclerView 通过布局管理器(LayoutManager)来控制列表项的布局方式。可以轻松实现线性布局、网格布局、瀑布流布局等多种布局方式。例如,在一个商品展示应用中,可以使用网格布局的 RecyclerView 来展示商品图片和信息。RecyclerView 的回收机制更加灵活,它能够更高效地处理大量数据的展示,减少内存占用。
ListView 与 LinearLayout 的区别主要体现在功能和用途上。LinearLayout 是一种布局容器,用于按照水平或垂直方向排列子视图。它主要关注的是视图的排列方式,比如可以将几个按钮水平排列或者将一些文本视图垂直排列。而 ListView 是专门用于展示列表数据的,它会自动处理列表项的滚动、回收等与列表展示相关的功能。LinearLayout 本身没有列表展示和回收的功能,它只是简单地排列子视图,不能像 ListView 那样方便地绑定数据和展示大量的列表数据。
两个 Activity 之间的通信方法有哪些
在安卓开发中,两个 Activity 之间有多种通信方法。
一种常见的方式是通过 Intent 进行通信。可以在启动另一个 Activity(假设为 Activity B)时,在 Intent 中添加额外的数据。例如,在 Activity A 中,使用 Intent intent = new Intent (A.this, B.class);,然后通过 intent.putExtra () 方法添加数据,如 intent.putExtra ("key", value),其中 "key" 是一个字符串作为数据的标识,value 是要传递的数据,可以是基本数据类型(如 int、String 等)或者是实现了 Serializable 或 Parcelable 接口的复杂对象。在 Activity B 中,可以通过 getIntent () 方法获取这个 Intent,然后使用 getIntExtra ()、getStringExtra () 等方法来获取传递的数据。
另外,还可以使用静态变量来进行通信。可以在一个公共的类中定义静态变量,例如一个工具类。在 Activity A 中设置这个静态变量的值,然后在 Activity B 中读取这个静态变量的值。不过这种方法要注意线程安全问题,因为如果多个 Activity 同时访问和修改这个静态变量,可能会导致数据不一致或者其他问题。
广播(Broadcast)也是一种通信方式。Activity A 可以发送一个自定义广播,Activity B 可以注册一个广播接收器来接收这个广播。例如,在 Activity A 中,通过 Intent intent = new Intent ("custom_action");,然后使用 sendBroadcast (intent) 发送广播。在 Activity B 中,定义一个广播接收器,在 onReceive () 方法中处理接收到广播后的操作,并且在 AndroidManifest.xml 或者通过代码动态注册这个广播接收器。
此外,还可以使用接口回调来进行通信。可以在 Activity A 中实现一个接口,然后将这个接口的实例传递给 Activity B。当 Activity B 需要向 Activity A 传递数据或者通知事件时,通过调用这个接口的方法来实现。这种方式比较灵活,适用于一些复杂的交互场景。
Activity A 启动了 Activity B,在 Activity B 关闭了以后,要给一些数据给 Activity A,会怎么给
当 Activity A 启动 Activity B,并且在 Activity B 关闭后需要给 Activity A 数据,可以采用以下几种方式。
一种常用的方法是通过 startActivityForResult () 方法来启动 Activity B。在 Activity A 中,使用如下代码启动 Activity B:Intent intent = new Intent (A.this, B.class); startActivityForResult (intent, requestCode);,其中 requestCode 是一个请求码,用于区分不同的启动请求。在 Activity B 中,当要返回数据给 Activity A 时,通过 Intent resultIntent = new Intent (); resultIntent.putExtra ("data_key", data_value);,然后设置结果码和这个 Intent,使用 setResult (resultCode, resultIntent);,最后调用 finish () 方法关闭 Activity B。在 Activity A 中,需要重写 onActivityResult () 方法,在这个方法中,通过判断请求码和结果码来获取 Activity B 返回的数据,使用 data = getIntent ().getExtras ().get ("data_key"); 来获取数据。
另外,也可以使用全局变量或者单例模式来传递数据。如果有一个全局的应用类(继承自 Application),可以在这个类中定义变量来存储 Activity B 返回的数据。在 Activity B 中,获取这个全局应用类的实例,然后将数据存储到这个实例的变量中。在 Activity A 中,也获取这个全局应用类的实例,从而获取到存储的数据。不过这种方法要注意数据的同步和生命周期管理问题,避免数据的丢失或者不一致。
还可以通过事件总线(Event Bus)来实现。例如使用 GreenRobot 的 EventBus 库。在 Activity A 中注册成为事件订阅者,在 Activity B 关闭并要返回数据时,发布一个事件,这个事件包含要返回的数据。Activity A 会接收到这个事件,然后在事件处理方法中获取数据。这种方式可以简化通信流程,尤其是在多个组件之间需要进行复杂的事件和数据传递时非常有用。
SQLite 数据库了解么
SQLite 是一个轻量级的嵌入式关系型数据库,在安卓开发中应用非常广泛。
从结构上来说,SQLite 数据库以文件的形式存储在设备上,一个 SQLite 数据库就是一个文件。它具有完整的关系型数据库的特性,支持标准的 SQL(Structured Query Language)语法。这意味着可以使用常见的 SQL 语句如 CREATE TABLE(用于创建表)、INSERT INTO(用于插入数据)、SELECT(用于查询数据)、UPDATE(用于更新数据)和 DELETE(用于删除数据)等来操作数据库。
在安卓开发中,使用 SQLite 数据库通常需要经过几个步骤。首先是创建或打开数据库。可以通过继承 SQLiteOpenHelper 类来实现。在这个类的构造函数中,指定数据库的名称、版本等信息。例如,在构造函数中可以有 super (context, "database_name", null, version); 这样的代码,其中 "database_name" 是数据库的名称,version 是数据库的版本号。在 SQLiteOpenHelper 类的 onCreate () 方法中,可以编写创建表的 SQL 语句,如 db.execSQL ("CREATE TABLE table_name (column1 data_type1, column2 data_type2)"); 来创建一个表,其中 "table_name" 是表名,"column1"、"column2" 是列名,"data_type1"、"data_type2" 是列的数据类型。
插入数据时,可以通过获取数据库的可写数据库对象(SQLiteDatabase 对象),然后使用 ContentValues 来存储要插入的数据。例如,ContentValues values = new ContentValues (); values.put ("column_name", value);,然后使用 db.insert ("table_name", null, values); 来将数据插入到指定的表中。查询数据可以使用 db.query () 方法或者原始的 SELECT 语句,通过游标(Cursor)来遍历查询结果。例如,Cursor cursor = db.query ("table_name", null, null, null, null, null, null);,然后通过 while (cursor.moveToNext ()) 来遍历游标,获取每一行的数据。
SQLite 数据库在安卓开发中有很多应用场景。例如,在一个简单的笔记应用中,可以使用 SQLite 数据库来存储笔记的标题、内容、创建时间等信息。在一个联系人管理应用中,可以存储联系人的姓名、电话号码、电子邮件等信息。它能够方便地实现数据的持久化,并且由于其轻量级的特点,不会占用过多的设备资源。
dp 与 dpi 区别,怎么把 dp 和像素进行转换
dp(Density - independent Pixels)是安卓开发中的密度无关像素单位。它的主要目的是让布局在不同屏幕密度的设备上显示效果相对一致。dp 的大小是基于屏幕的密度来计算的,在低密度屏幕上,1dp 所代表的物理像素较少,在高密度屏幕上,1dp 所代表的物理像素较多。例如,在 mdpi(中等密度)屏幕上,1dp 等于 1px(像素),在 hdpi(高密度)屏幕上,1dp 等于 1.5px,在 xhdpi 屏幕上,1dp 等于 2px。
dpi(Dots Per Inch)是指每英寸点数,它用于衡量屏幕的像素密度。比如,一个屏幕的 dpi 越高,说明单位英寸内包含的像素点越多,屏幕显示就越清晰。它是一个物理指标,用于描述屏幕本身的特性。
要将 dp 转换为像素,可以使用以下公式:px = dp * (dpi / 160)。在安卓系统中,系统会自动根据设备的屏幕密度进行转换。在代码中,如果想手动进行转换,可以通过获取屏幕的密度信息来计算。例如,可以使用 Resources.getSystem ().getDisplayMetrics () 来获取屏幕的 DisplayMetrics 对象,其中包含了密度相关的信息。通过这个对象的 density 属性(它表示屏幕密度的缩放因子),可以进行转换。假设要将 dp 值转换为像素,设 dpValue 为 dp 值,像素值 pxValue = (int) (dpValue * Resources.getSystem ().getDisplayMetrics ().density)。这样就可以根据 dp 值得到对应的像素值,方便在一些需要精确控制视图尺寸的场景下使用。
什么是 ANR
ANR(Application Not Responding)是安卓系统中的一个重要概念。当安卓应用的主线程(也称为 UI 线程)在一段时间内无法响应系统或用户的输入时,就会触发 ANR。
安卓系统为了保证应用的响应性,规定了一些时间限制。例如,在 Activity 的生命周期方法(如 onCreate、onResume 等)中,如果执行的操作耗时过长,超过了 5 秒,就可能会触发 ANR。同样,当用户进行一个操作(如点击按钮),如果应用在 5 秒内没有做出响应,也会出现 ANR。对于 Broadcast Receiver,它在接收广播后,如果执行时间超过 10 秒,也会触发 ANR。
ANR 产生的主要原因通常是在主线程中执行了耗时的操作。这些耗时操作包括但不限于复杂的网络请求、大量的数据读写、长时间的循环计算等。因为主线程主要负责处理用户界面的更新和用户的交互事件,当它被耗时操作阻塞时,就无法及时响应其他事件。
当 ANR 发生时,系统会弹出一个对话框,提示用户应用无响应,并且会给用户提供关闭应用或者等待的选项。对于开发者来说,要避免 ANR 的发生。可以将耗时操作放在子线程中进行。例如,使用 AsyncTask 或者线程池来执行网络请求、文件读写等操作。在子线程完成任务后,通过 Handler 或者其他方式将结果传递回主线程,再进行 UI 的更新,这样可以保证主线程的畅通,避免 ANR。
安卓的内存对齐规则、意义
安卓的内存对齐规则是为了提高内存访问的效率。
在内存中,数据的存储是按照字节来进行的。内存对齐要求数据存储的起始地址是某个特定值(通常是数据类型大小的倍数)的整数倍。例如,对于 4 字节的 int 类型数据,它的存储起始地址应该是 4 的倍数。如果一个数据没有按照内存对齐规则存储,在访问该数据时,处理器可能需要进行多次内存读取操作才能获取完整的数据,这会降低内存访问的效率。
从意义上来说,内存对齐能够加快 CPU 对内存的访问速度。因为现代 CPU 在读取内存时,每次读取的数据块大小是固定的。如果数据是按照内存对齐规则存储的,CPU 可以在一次内存读取操作中获取完整的数据。以一个结构体为例,假设结构体中有一个 int 类型(4 字节)和一个 char 类型(1 字节),如果没有内存对齐,char 类型可能紧跟在 int 类型后面存储,这样当 CPU 读取 int 类型数据时,可能需要读取两次内存才能获取完整的 int 值。而在内存对齐的情况下,会在 int 类型后面填充 3 个字节,使得下一个数据(char 类型)的存储起始地址是 4 的倍数,这样 CPU 可以更高效地读取数据。
在安卓开发中,了解内存对齐规则对于优化应用的性能非常重要。特别是在处理大量数据结构或者进行数据存储和传输时,合理的内存对齐可以减少内存访问的开销,提高应用的运行速度。同时,在一些底层开发(如使用 NDK 进行 C/C++ 开发)中,也需要严格遵守内存对齐规则,以确保程序的正确性和高效性。
安卓开发中用的 java 的集合有什么,用的比较多的是什么(回答用的比较多的是 HashMap),HashMap 的底层实现,HashMap 中存储的数据是有序的么
在安卓开发中,会用到多种 Java 集合。有 List 集合,如 ArrayList 和 LinkedList。ArrayList 是基于数组实现的,它的优点是随机访问速度快。因为它在内存中是连续存储的,所以通过索引访问元素的效率很高,例如在一个显示列表数据的应用场景中,当需要快速获取列表中某个位置的元素时,ArrayList 就很合适。LinkedList 是基于链表实现的,它的插入和删除操作在特定位置(特别是在列表中间)时效率较高,例如在一个动态调整数据顺序的场景中比较有用。
还有 Set 集合,如 HashSet 和 TreeSet。HashSet 是基于哈希表实现的,它不允许存储重复元素,主要用于快速查找元素是否存在。TreeSet 是基于红黑树实现的,它可以对元素进行排序存储,在需要对集合中的元素进行有序操作(如获取最小元素、最大元素等)时比较有用。
在安卓开发中,HashMap 用得比较多。HashMap 的底层实现是基于数组和链表(在 Java 8 之后,当链表长度达到一定阈值时会转换为红黑树)。它通过对键进行哈希运算,得到一个哈希值,这个哈希值用于确定元素在数组中的存储位置。当多个键的哈希值相同时,会在该位置形成一个链表(或红黑树)来存储这些元素。例如,当向 HashMap 中插入一个键值对时,首先计算键的哈希值,然后根据哈希值找到对应的数组位置,如果该位置已经有元素(即发生了哈希冲突),则将新元素添加到链表(或红黑树)中。
HashMap 中存储的数据是无序的。因为它是基于哈希运算来存储元素的,元素在数组中的位置是由哈希值决定的,不是按照插入的顺序或者其他特定的顺序。所以当遍历 HashMap 时,不能期望它按照插入的顺序或者键值大小的顺序返回元素。
String、StringBuffer 和 StringBuilder 的区别
String 是 Java(在安卓开发中也广泛使用)中最基本的字符串类型。它是不可变的,这意味着一旦创建了一个 String 对象,就不能修改它的值。例如,当执行 String str = "hello"; str = str + "world"; 这两个语句时,实际上并不是在原来的 String 对象上进行修改,而是创建了一个新的 String 对象来存储 "hello world"。这种不可变的特性使得 String 在安全性方面有一定的优势,因为它不会被意外地修改。同时,由于它是不可变的,在多线程环境下可以安全地共享。但是,在频繁进行字符串拼接等操作时,会产生大量的临时对象,这可能会导致性能问题。
StringBuffer 是可变的字符串序列。它提供了一系列的方法来修改字符串,如 append () 方法可以在原字符串的末尾添加字符或字符串。与 String 不同,StringBuffer 的操作是在原对象上进行的,不会创建新的对象。例如,StringBuffer sb = new StringBuffer ("hello"); sb.append ("world"); 在这个过程中,只有一个 StringBuffer 对象,它的值从 "hello" 变为 "hello world"。StringBuffer 是线程安全的,它的方法是同步的,这意味着在多线程环境下可以安全地使用。但是,这种同步机制会带来一定的性能开销。
StringBuilder 也是可变的字符串序列。它和 StringBuffer 类似,提供了如 append () 等方法来修改字符串。不过,StringBuilder 不是线程安全的。它的性能比 StringBuffer 要高,因为它没有同步机制。在单线程环境下,如果需要频繁地对字符串进行修改操作,如拼接、替换等,StringBuilder 是一个很好的选择。例如,在一个方法内部构建一个复杂的 SQL 查询语句或者动态生成一个 HTML 片段时,使用 StringBuilder 可以提高性能。
有哪四种访问控制的类型,它们有什么区别
在Java(Android开发主要使用Java语言)中有四种访问控制类型,分别是private、default(也称为包访问权限)、protected和public。
private是最严格的访问控制类型。被private修饰的成员(变量、方法、内部类等)只能在所属的类内部被访问。例如,在一个类中有一个private的变量,这个变量只能通过该类的其他方法来访问和修改,在类外部的任何其他类都无法直接访问。这样可以确保数据的安全性和封装性,防止外部代码随意修改内部的数据。
default访问控制类型没有关键字修饰,当一个成员没有使用private、protected或public修饰时,它就具有默认访问权限。具有默认访问权限的成员可以在同一个包中的其他类中访问。这意味着如果两个类在同一个包下,它们可以互相访问对方的默认访问权限的成员。这种访问控制类型适用于在包内部共享一些不需要对外公开的成员。
protected访问控制类型允许在同一个包中的类访问,并且在不同包中的子类也可以访问。例如,有一个父类在一个包中,它的一个protected方法,在同一包中的其他类可以访问,并且在另一个包中的子类也能够访问这个方法。这对于实现继承和多态等面向对象特性很有用,可以让子类在继承父类的基础上访问和扩展父类的一些受保护的成员。
public是最宽松的访问控制类型。被public修饰的成员可以在任何地方被访问,无论是在同一个包中还是不同包中。通常,类的公共方法和常量会使用public修饰,以便其他类可以方便地调用和使用这些成员,比如一个工具类中的公共方法,用于提供一些通用的功能给其他类使用。
== 和 equal 的区别
在Java中,“==”和“equals”是用于比较的操作符和方法,但它们有着不同的用途和比较方式。
“==”是一个比较操作符,用于比较两个对象的引用是否相同,或者比较两个基本数据类型的值是否相等。对于基本数据类型(如int、double、char等),“==”比较的是它们的值。例如,int a = 5; int b = 5; 那么a == b的结果为真,因为它们的值相同。对于对象类型,“==”比较的是两个对象的引用,也就是判断它们是否指向内存中的同一个对象。例如,有两个对象Object obj1 = new Object(); Object obj2 = new Object();那么obj1 == obj2的结果为假,因为它们是两个不同的对象,在内存中有不同的引用地址。
“equals”是Object类中的一个方法,所有的类都继承自Object类,所以所有的类都有equals方法。在Object类中,equals方法默认的实现和“==”对于对象引用的比较是一样的。但是,很多类会重写equals方法来定义自己的比较逻辑。例如,在String类中,equals方法被重写用来比较两个字符串的内容是否相同。当比较两个字符串String str1 = "hello"; String str2 = "hello"; str1.equals(str2)的结果为真,因为它们的内容相同,尽管它们在内存中可能是不同的对象引用。
static关键词的作用,static可以修饰类么,可以修饰所有类么,静态内部类是什么,会有静态外部类么
static关键字在Java(用于Android开发)中有多种重要的作用。
首先,当一个变量被声明为static时,它属于类而不是类的实例。这意味着无论创建了多少个该类的对象,这个静态变量只有一份副本,并且可以通过类名直接访问。例如,在一个类中有一个静态变量static int count; 可以通过类名.变量名(如ClassName.count)来访问和修改这个变量,而不需要创建类的对象。静态变量通常用于存储一些共享的数据,如记录一个类被实例化的次数。
对于方法,被声明为static的方法也属于类。它可以在没有创建类的对象的情况下被调用,同样通过类名.方法名(如ClassName.methodName())。静态方法不能直接访问非静态的成员(变量和方法),因为非静态成员是属于对象的,在没有对象的情况下无法确定它们的值。
static不能修饰外部类。在Java的语法规则中,外部类不能使用static关键字来修饰。但是可以修饰内部类,这种内部类称为静态内部类。静态内部类和非静态内部类有很大的区别。静态内部类不持有外部类的引用,它可以像普通类一样独立存在,只是在语法上嵌套在另一个类中。它可以直接访问外部类的静态成员,但是不能直接访问外部类的非静态成员。例如,在一个外部类Outer中有一个静态内部类Inner,Inner可以通过Outer.静态成员名来访问Outer的静态成员。
不存在静态外部类这个概念,因为在Java的语法体系中,外部类不能被声明为静态。
final关键词的作用,修饰在内部类的方法参数前有什么作用
final关键字在Java(应用于Android开发)中有重要的作用。
当final修饰一个变量时,这个变量就成为了一个常量。对于基本数据类型,变量的值一旦被初始化就不能再改变。例如,final int a = 5; 之后就不能再对a进行赋值操作。对于引用类型,变量所指向的对象不能再改变,但是对象本身的内容(如果对象是可变的)可以改变。例如,有一个final的List<String> list = new ArrayList<>(); 不能再让list指向其他的List对象,但是可以对list进行添加、删除等操作。
当final修饰一个方法时,这个方法不能被子类重写。这对于保持方法的行为一致性很重要。例如,在一个父类中有一个final方法,子类不能对这个方法进行重写,这样可以确保在调用这个方法时,无论通过父类对象还是子类对象,方法的行为都是固定的。
当final修饰一个类时,这个类不能被继承。这在一些情况下用于确保类的完整性和不可扩展性。例如,一些工具类可能被设计为final,防止其他类继承并修改其行为。
当final修饰内部类的方法参数时,这个参数在方法内部不能被重新赋值。这在一定程度上保证了参数的不可变性,对于确保方法的逻辑正确性很有用。例如,在一个内部类的方法中,如果参数被声明为final,那么在方法执行过程中,不能改变这个参数的值,这样可以避免一些因参数值意外改变而导致的逻辑错误。
抽象类和接口的区别
抽象类和接口是Java(用于Android开发)中面向对象编程的重要概念,它们有很多区别。
从定义上来说,抽象类是一种不能被实例化的类,它使用abstract关键字进行修饰。抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。抽象方法是没有方法体的方法,它只有方法签名,需要在子类中被实现。例如,有一个抽象类AbstractAnimal,它有一个抽象方法abstract void makeSound(); 这个方法在抽象类中没有具体的实现,需要在继承这个抽象类的子类(如Dog类、Cat类)中去实现这个方法,根据不同的动物发出不同的声音。抽象类还可以有非抽象方法,这些方法在抽象类中有具体的实现,子类可以直接继承和使用这些方法。
接口是一种更加抽象的类型定义。接口中所有的方法都是抽象方法(在Java 8之前),并且接口中的方法默认是public和abstract的。例如,有一个接口AnimalBehavior,其中定义了方法void move(); 和void eat(); 这些方法没有方法体,任何实现这个接口的类都需要实现这些方法。从Java 8开始,接口可以有默认方法(default method),这些方法有方法体,可以在接口中提供默认的实现,实现类可以选择重写或者不重写这些默认方法。
在继承和实现方面,一个类只能继承一个抽象类,但是可以实现多个接口。这是因为Java是单继承语言,通过实现多个接口可以弥补单继承的限制,让一个类具有多种行为规范。例如,一个类可以既实现一个用于表示运动行为的接口,又实现一个用于表示通信行为的接口。
抽象类可以有成员变量,这些变量可以是各种访问控制类型,并且可以有初始化值。接口中的变量默认是public、static和final的,它们实际上是常量,一旦定义就不能被修改。例如,在接口中定义int MAX_VALUE = 100; 这个变量在接口中是一个常量,所有实现这个接口的类都可以访问这个常量,但是不能修改它的值。
多态说一下,重载和重写
多态是面向对象编程中的一个重要概念。它允许不同类的对象对同一消息做出不同的响应。简单来说,多态就是同一种行为具有多种不同的表现形式。
以动物的叫声为例,有一个抽象的动物类(Animal),其中有一个抽象的 “叫”(makeSound)方法。然后有狗(Dog)类和猫(Cat)类继承自动物类。狗类实现 “叫” 的方法是 “汪汪”,猫类实现 “叫” 的方法是 “喵喵”。当我们有一个方法,参数是动物类对象,然后调用这个对象的 “叫” 方法时,根据传入的是狗对象还是猫对象,会有不同的声音输出,这就是多态。
重载是指在同一个类中,方法名相同,但是参数列表不同(参数的个数、类型或者顺序不同)。例如,在一个数学工具类中,有一个名为 add 的方法。可以有 add (int a, int b) 用于计算两个整数相加,也可以有 add (double a, double b) 用于计算两个双精度数相加。当调用 add 方法时,编译器会根据传入的参数类型和个数来确定调用哪个具体的方法。重载主要是为了方便程序员使用相同的方法名来实现相似的功能,提高代码的可读性和可维护性。
重写是在继承关系中发生的。当子类继承父类时,子类可以重新定义父类中的方法,这个过程就是重写。要求方法名、参数列表和返回类型(除了协变返回类型的情况)都要与父类中的方法相同。例如,父类中有一个 draw 方法用于绘制一个简单的图形。子类继承父类后,因为要绘制更复杂的图形,所以重写了 draw 方法,实现了不同的绘制逻辑。重写主要是为了让子类能够根据自己的需求来改变从父类继承的行为,实现多态性。
listview 原理,adapter 与 view 是如何绑定的,如何自己设计一个类似 listview 的自定义 view,子 item 复用、管理以及 getView 的实现
ListView 是 Android 中用于展示大量数据列表的视图。其原理是它内部有一个 AdapterView。AdapterView 会管理一个数据集,并且通过 Adapter 来获取数据并将数据显示在屏幕上。当 ListView 显示在屏幕上时,它会根据自身的高度和每个子项(Item)的高度来确定显示多少个 Item。
Adapter 和 View 的绑定是通过 Adapter 的几个重要方法实现的。其中最关键的是 getView 方法。Adapter 作为数据和 ListView 视图之间的桥梁,它会根据 ListView 的请求,在 getView 方法中返回一个用于显示的 View。这个 View 可以是通过 inflater 从布局文件中加载的,也可以是在代码中动态创建的。例如,当 ListView 需要显示第一个 Item 时,它会调用 Adapter 的 getView 方法,传入位置参数 0,Adapter 根据这个位置从数据集中获取对应的数据,然后将数据填充到一个 View 中返回给 ListView。
要自己设计一个类似 ListView 的自定义视图,首先需要一个容器来存放子视图,比如可以使用 ScrollView 作为外层容器来实现滚动功能。然后,需要定义一个类似 Adapter 的类来管理数据和视图的绑定。对于子项复用,需要维护一个可复用的视图缓存。在自定义视图中,当一个子项滚动出屏幕时,可以将这个子项的视图添加到缓存中。当需要新的视图来显示新的子项时,先从缓存中查找是否有可用的视图,如果有就直接使用并更新数据,没有就创建新的视图。
在 getView 的实现方面,首先要根据位置获取数据。然后判断是否有可复用的视图。如果有,就更新视图中的数据,比如更新文本视图的文本内容、图片视图的图片等。如果没有可复用的视图,就通过 inflater 加载布局文件创建新的视图,然后将数据填充到视图中,最后返回这个视图给调用者。
listview 实现 item 左滑需要考虑的问题
在 ListView 中实现 Item 左滑需要考虑多个问题。
首先是触摸事件的处理。需要准确地识别用户的触摸动作是左滑。这涉及到对触摸事件的分发和拦截。ListView 本身已经处理了很多触摸事件用于滚动等操作,当要实现左滑功能时,需要在不影响原有滚动功能的基础上,正确地拦截和处理左滑事件。例如,可以通过判断触摸点的起始位置和移动方向来确定是否是左滑动作。
其次是 Item 视图的重新布局。当左滑动作发生时,需要改变 Item 内部视图的布局。可能需要将原本隐藏的操作按钮(如删除、编辑等按钮)显示出来,并且要调整其他视图的位置和大小,以适应新的布局。这需要考虑到不同设备的屏幕尺寸和分辨率,确保布局在各种设备上都能正常显示。
另外,还要考虑滑动的流畅性。左滑操作应该是平滑的,不能出现卡顿。这可能需要对动画效果进行优化。例如,可以使用属性动画来实现操作按钮的显示和隐藏,让动画的过渡更加自然。同时,在处理左滑事件时,不能让 ListView 的滚动出现异常,要保证用户在左滑过程中或者左滑后,ListView 的滚动功能依然能够正常使用。
还有一个重要的问题是数据的更新和一致性。当用户左滑并执行了一个操作(如删除 Item)后,需要及时更新数据集和 ListView 的显示。这可能涉及到与 Adapter 的交互,通知 Adapter 数据已经发生变化,让 Adapter 重新加载和显示数据,以确保 ListView 显示的内容和数据集是一致的。
RecyclerView 的多级缓存机制,每级缓存到底起到什么样的作用,listview 和 recyclerview 的区别
RecyclerView 具有多级缓存机制来提高性能。
首先是一级缓存,也就是 mAttachedScrap。它主要用于缓存屏幕上可见的 ViewHolder。当 RecyclerView 滚动时,刚刚滑出屏幕的 ViewHolder 会被放入这个缓存中。如果马上又需要显示相同类型的 ViewHolder(例如向上滚动一点又看到刚才的那个 ViewHolder),就可以直接从这个缓存中获取,避免了重新创建和绑定视图的过程,提高了效率。
二级缓存是 mCachedViews。它用于缓存稍微滑出屏幕一小段距离的 ViewHolder。这个缓存的大小是有限制的,通常可以缓存几个 ViewHolder。当 mAttachedScrap 中没有可用的 ViewHolder 时,可以从 mCachedViews 中获取。它的作用是在短时间内快速复用视图,减少视图的创建和布局开销。
还有一个重要的缓存是 RecycledViewPool。它是一个全局的缓存池,用于缓存不同类型的 ViewHolder。当 mCachedViews 中也没有可用的 ViewHolder 时,就会从 RecycledViewPool 中查找。它可以在多个 RecyclerView 之间共享 ViewHolder,进一步提高了资源的复用率。
ListView 和 RecyclerView 有很多区别。ListView 相对来说比较简单,它的布局方式比较固定,主要是垂直方向的线性布局。RecyclerView 更加灵活,通过不同的 LayoutManager 可以实现多种布局方式,如线性布局、网格布局、瀑布流布局等。在性能方面,RecyclerView 的多级缓存机制使其在处理大量数据和复杂布局变化时更加高效。ListView 在数据更新时,可能需要重新加载整个视图,而 RecyclerView 可以更精准地更新部分视图,减少不必要的视图重绘。
view 的事件分发与渲染流程
在 Android 中,View 的事件分发是一个复杂但有序的过程。
事件分发从最顶层的父视图开始,当用户进行触摸等操作时,事件首先会传递到 Activity 的顶层视图。父视图会先调用 dispatchTouchEvent 方法来决定是否要分发这个事件。如果这个方法返回 true,就表示事件会继续向下分发;如果返回 false,事件就不会继续向下传递,并且父视图的 onTouchEvent 方法会被调用来处理这个事件。
当事件向下分发时,会依次传递到子视图。每个子视图都有机会在 dispatchTouchEvent 方法中决定是否要拦截这个事件。如果子视图通过 onInterceptTouchEvent 方法拦截了事件,那么这个事件就不会再传递给它的子视图,而是由这个拦截的子视图来处理。
在事件处理方面,当一个视图接收到事件并且没有被拦截时,会调用 onTouchEvent 方法来处理这个事件。例如,对于一个按钮视图,当用户点击按钮时,按钮的 onTouchEvent 方法会被调用,它会根据用户的动作(如按下、抬起等)来执行相应的操作,比如触发点击事件的监听器。
在渲染流程方面,视图的渲染主要是由系统的渲染线程来完成的。首先,视图会根据自身的布局参数(如宽、高、边距等)进行布局计算。这个过程会确定每个子视图在父视图中的位置和大小。然后,视图会进行绘制操作。绘制过程包括绘制背景、绘制内容(如文本、图像等)和绘制装饰(如边框等)。在绘制完成后,视图的内容会通过硬件加速等方式显示在屏幕上。整个渲染流程会根据视图的状态变化(如数据更新、大小改变等)而不断重复,以保证视图的显示是最新的。
点击一个按钮后,事件分发机制说一下
当点击一个按钮后,事件分发机制开始起作用。事件最初是从最顶层的 Activity 或者包含按钮的父视图开始分发。
首先,Activity 会收到触摸事件,它的根视图(通常是一个 ViewGroup)会调用 dispatchTouchEvent 方法来决定是否要将事件向下分发。这个方法会检查自身是否需要拦截事件,如果不拦截,事件就会传递给它的子视图。
对于按钮所在的视图层次结构,事件会依次向下传递。每个 ViewGroup 类型的视图都有机会在 dispatchTouchEvent 方法中决定是否拦截事件,这个拦截是通过 onInterceptTouchEvent 方法实现的。如果一个 ViewGroup 拦截了事件,那么事件就不会再传递给它的子视图,而是由这个 ViewGroup 自己处理。
当事件传递到按钮这个视图时,按钮的 dispatchTouchEvent 方法会被调用。如果按钮没有被其他视图拦截事件,并且按钮的 dispatchTouchEvent 方法返回 true,那么按钮就会接收这个事件。按钮会通过 onTouchEvent 方法来处理事件。在按钮的 onTouchEvent 方法中,会根据触摸的不同阶段(如按下、抬起等)来判断是否触发了点击事件。如果触发了点击事件,并且按钮设置了 OnClickListener,那么就会调用 OnClickListener 的 onClick 方法来处理点击操作。整个事件分发过程是按照视图层次结构从顶层向下传递,并且每个视图都有机会参与事件的拦截和处理。
安卓线程模型,looper、messageQueue 一套机制
安卓的线程模型主要围绕着主线程(UI 线程)和工作线程。主线程负责处理用户界面的更新和交互事件,比如绘制视图、响应用户的触摸操作等。工作线程用于执行耗时的操作,如网络请求、文件读写等,以避免阻塞主线程导致应用无响应(ANR)。
Looper 是安卓线程模型中的一个关键组件。一个线程如果想要处理消息,就需要一个 Looper。Looper 的主要作用是不断地从 MessageQueue(消息队列)中获取消息,并将消息分发给对应的 Handler 进行处理。每个 Looper 都关联着一个 MessageQueue,它是一个按照消息的发送时间排序的消息链表。
MessageQueue 用于存储消息,这些消息可以是开发者通过 Handler 发送的自定义消息,也可以是系统发送的一些内部消息。当一个消息被放入 MessageQueue 后,它会等待被 Looper 取出。
Handler 是用于发送和处理消息的接口。在一个线程中,可以通过 Handler 发送消息到该线程的 MessageQueue。例如,在主线程中创建一个 Handler,然后在工作线程中可以通过这个 Handler 发送一个消息,消息会被放入主线程的 MessageQueue。当主线程的 Looper 从 MessageQueue 中取出这个消息后,会将消息交给对应的 Handler 进行处理,通常是在 Handler 的 handleMessage 方法中处理消息。这样就实现了在不同线程之间的通信,工作线程可以通过 Handler 将数据或者事件通知给主线程,然后主线程进行相应的 UI 更新。
线程实现方式(thread、asynctask、handlerThread、intentService),彼此的应用场景以及原理
Thread(线程)
AsyncTask(异步任务)
原理:AsyncTask 是安卓提供的一个方便的异步任务处理类。它内部封装了线程池和 Handler 的使用。AsyncTask 有四个主要的回调方法,onPreExecute 在任务开始前在主线程执行,用于进行一些初始化操作,如显示一个进度条。doInBackground 在后台线程执行,用于执行耗时的任务,如网络请求或者大量数据的计算。onProgressUpdate 在主线程执行,用于更新任务的进度,通常在 doInBackground 中调用 publishProgress 方法来触发。onPostExecute 在主线程执行,用于在任务完成后更新 UI,如隐藏进度条并显示结果。
应用场景:适合用于简单的、有明确的开始和结束阶段的异步任务,并且需要在任务过程中更新 UI。比如从网络上下载一张图片,在下载前可以显示一个加载提示,下载过程中可以更新进度,下载完成后显示图片。
HandlerThread(处理线程)
原理:HandlerThread 是一个带有 Looper 的线程。它的主要作用是为了方便在一个线程中通过 Handler 来处理消息。当创建一个 HandlerThread 并启动它后,它会创建一个 Looper。可以在其他线程中通过获取这个 HandlerThread 的 Looper 来创建 Handler,然后通过 Handler 发送消息到这个 HandlerThread 的 MessageQueue,由 HandlerThread 中的 Looper 来处理消息。
应用场景:适用于需要在一个线程中按顺序处理一系列消息的场景。比如一个传感器数据读取线程,不断地读取传感器数据并通过 Handler 将数据发送给主线程进行处理,或者在一个后台任务线程中,按照一定的顺序处理多个子任务。
IntentService(意图服务)
原理:IntentService 是 Service 的一个子类。它的工作原理是通过一个工作线程来处理通过 startService 方法传递过来的 Intent 请求。当接收到一个 Intent 时,IntentService 会将 Intent 放入一个工作队列,然后依次从队列中取出 Intent 并在工作线程中执行对应的任务。任务执行完成后,IntentService 会自动停止。
应用场景:适用于处理一些异步的、长时间运行的后台任务,这些任务通常是由外部组件(如 Activity)通过 Intent 来触发。比如在一个文件下载应用中,当用户从 Activity 中点击下载文件的按钮,通过 Intent 触发 IntentService 来执行文件下载任务,下载完成后自动停止服务,不需要手动管理服务的停止。
AsyncTask 底层实现原理,为何不能在非主线程中实例化,其实还是跟 onPre and onPost 在当前线程实现有关
AsyncTask 的底层实现主要基于线程池和 Handler。它内部有一个静态的线程池,用于执行 doInBackground 方法中的耗时任务。当创建一个 AsyncTask 并执行 execute 方法时,首先会在主线程中调用 onPreExecute 方法,这个方法用于进行一些任务开始前的准备工作,比如显示一个进度条等 UI 操作。
然后,它会将任务提交到内部的线程池,线程池会选择一个空闲的线程来执行 doInBackground 方法。在 doInBackground 方法执行过程中,如果需要更新进度,可以调用 publishProgress 方法。publishProgress 方法会通过内部的 Handler 将进度信息发送到主线程的 MessageQueue,然后在主线程中由 onProgressUpdate 方法来处理进度更新。
当 doInBackground 方法执行完成后,线程池中的线程会将结果返回,然后通过内部的 Handler 将结果发送到主线程,在主线程中由 onPostExecute 方法来处理最终的结果,比如更新 UI 显示最终的数据。
AsyncTask 不能在非主线程中实例化主要是因为 onPreExecute 和 onPostExecute 方法是在主线程中执行的。这两个方法通常用于 UI 相关的操作,如显示和隐藏进度条、更新界面显示的数据等。如果 AsyncTask 在非主线程中实例化,就无法保证 onPreExecute 和 onPostExecute 方法在主线程中执行,这样会导致 UI 更新出现问题,因为在安卓中,只有主线程才能安全地更新 UI。
线程池原理,java 提供了哪些线程池
线程池的原理是预先创建一定数量的线程,这些线程被保存在一个池中。当有任务需要执行时,就从线程池中获取一个空闲的线程来执行任务,而不是每次都创建一个新的线程。当任务执行完成后,线程不会被销毁,而是返回线程池,等待下一个任务。
这样做有几个好处。首先,减少了线程创建和销毁的开销。创建和销毁线程是比较耗时的操作,通过线程池可以重复利用已经创建的线程,提高了效率。其次,线程池可以控制同时执行的线程数量,避免创建过多的线程导致系统资源耗尽。例如,通过设置线程池的核心线程数和最大线程数,可以限制同时执行任务的线程数量。
Java 提供了几种线程池。其中最基本的是 ThreadPoolExecutor。它有几个重要的参数,包括核心线程数(corePoolSize),表示线程池中始终保持的线程数量;最大线程数(maxPoolSize),表示线程池允许的最大线程数量;工作队列(BlockingQueue),用于存储等待执行的任务;线程存活时间(keepAliveTime),用于控制当线程池中的线程数量超过核心线程数时,空闲线程的存活时间;以及线程工厂(ThreadFactory),用于创建新的线程。
还有 Executors 工具类,它提供了一些方便创建线程池的静态方法。例如,newFixedThreadPool 方法可以创建一个固定大小的线程池,这个线程池的线程数量是固定的,不会根据任务的多少而改变。newCachedThreadPool 方法创建的线程池会根据任务的需要动态地创建和销毁线程,当有新任务时,如果线程池中有空闲线程就使用空闲线程,没有就创建新线程,并且空闲的线程在一段时间后会自动销毁。newSingleThreadExecutor 方法创建的是一个只有一个线程的线程池,所有的任务都在这个线程中依次执行。
线程创建的方式有哪些,线程同步方法有哪些
在 Java(安卓开发主要基于 Java)中,线程创建主要有两种方式。
第一种是通过继承 Thread 类。首先创建一个类继承自 Thread,然后重写 run 方法。在 run 方法中定义线程要执行的任务。例如,创建一个类 MyThread 继承自 Thread,在类中重写 run 方法,在 run 方法里写一个循环来计算数字的累加,当通过创建 MyThread 类的对象并调用 start 方法后,这个线程就会开始执行 run 方法中的任务。这种方式简单直接,但如果一个类已经继承了其他类,就不能再继承 Thread 类来创建线程。
第二种是实现 Runnable 接口。定义一个类实现 Runnable 接口,实现接口中的 run 方法来定义任务。然后通过创建 Thread 类的对象,将实现 Runnable 接口的类的实例作为参数传入 Thread 的构造函数,再调用 start 方法启动线程。这种方式更加灵活,因为一个类可以实现多个接口,方便在类已经有其他继承关系的情况下创建线程。
线程同步方法有多种。一种是使用 synchronized 关键字。可以修饰方法或者代码块。当修饰方法时,这个方法在同一时刻只能被一个线程访问。例如,在一个有多个线程访问的类中有一个 synchronized 修饰的方法,当一个线程进入这个方法后,其他线程必须等待这个线程执行完该方法才能进入。当修饰代码块时,需要指定一个对象作为锁,只有获取到这个锁的线程才能执行代码块中的内容。
还可以使用 Lock 接口及其实现类来实现线程同步。例如 ReentrantLock,通过 lock 方法获取锁,unlock 方法释放锁。在使用 ReentrantLock 时,可以更加灵活地控制锁的获取和释放时机,并且可以实现公平锁和非公平锁。
另外,还有信号量(Semaphore)可以用于控制同时访问某个资源的线程数量。例如,通过设置信号量的许可数量为 3,那么最多只有 3 个线程可以同时访问被信号量保护的资源。
Sychronized 和 ReentrantLock 有什么区别
Synchronized 和 ReentrantLock 都是用于实现线程同步的机制,但它们有一些区别。
从语法层面看,Synchronized 是 Java 中的关键字,使用起来比较简洁。它可以修饰方法或者代码块。当修饰方法时,方法的声明直接加上 synchronized 关键字即可。例如,public synchronized void method () {}。当修饰代码块时,格式是 synchronized (对象) {代码块内容}。而 ReentrantLock 是一个类,需要通过创建对象来使用。例如,ReentrantLock lock = new ReentrantLock (); 然后通过 lock.lock () 来获取锁,lock.unlock () 来释放锁。
在功能特性方面,ReentrantLock 提供了比 Synchronized 更灵活的功能。ReentrantLock 可以实现公平锁和非公平锁。公平锁是指按照线程请求锁的顺序来分配锁,保证每个等待的线程都有机会获取锁。非公平锁则不保证等待的线程按照请求顺序获取锁,可能会有后请求的线程先获取到锁,这种方式在性能上可能会更好一些。Synchronized 是非公平锁,并且没有提供公平锁的实现方式。
另外,ReentrantLock 提供了更丰富的等待和唤醒机制。它可以通过 Condition 对象来实现多个等待队列,对于复杂的线程间通信场景更有优势。而 Synchronized 只有一个等待队列,通过 Object 类的 wait、notify 和 notifyAll 方法来实现等待和唤醒,相对来说功能比较有限。
在性能方面,在 Java 早期版本中,Synchronized 的性能可能不如 ReentrantLock,但在后来的优化中,Synchronized 的性能得到了很大的提升。在大多数情况下,两者的性能差异已经不是很明显,不过在一些高并发、对性能要求极高的场景下,根据具体的实现细节和应用场景,可能会有不同的性能表现。
Sychronized 修饰在不同的地方有什么区别
当 synchronized 修饰方法时,分为两种情况。如果是实例方法,那么锁对象是调用这个方法的对象实例。例如,有一个类 MyClass,其中有一个 synchronized 修饰的实例方法 void method (),当通过 MyClass 的两个不同对象分别调用这个方法时,它们是可以同时进行的,因为锁对象不同。但如果是通过同一个对象调用这个方法,那么在一个线程执行这个方法时,其他线程需要等待。如果是静态方法,锁对象是这个类的 Class 对象。这意味着对于一个类的所有实例,当一个线程在执行这个静态的 synchronized 方法时,其他线程不管是通过哪个实例还是通过类名来调用这个方法,都需要等待。
当 synchronized 修饰代码块时,需要指定一个锁对象。这个锁对象可以是任意对象。如果多个线程想要执行这个代码块,它们需要竞争获取这个指定的锁对象。例如,在一个方法中有一个 synchronized (this) {代码块内容},这里的 this 是指当前对象。当一个线程获取到这个对象的锁后,其他线程想要执行这个代码块就需要等待这个线程释放锁。如果在不同的方法中,使用相同的对象作为锁对象来修饰 synchronized 代码块,那么这些代码块在多个线程访问时,也会受到同步的限制。这种方式比直接修饰整个方法更加灵活,可以只对方法中的部分关键代码进行同步,减少不必要的同步开销。
Sleep 和 Wait 的区别
Sleep 和 Wait 在多线程编程中都涉及到线程的暂停,但它们有很多区别。
从所属的类来看,Sleep 是 Thread 类中的静态方法,而 Wait 是 Object 类中的方法。这意味着 Sleep 可以直接通过 Thread 类调用,如 Thread.sleep (时间);,这里的时间是以毫秒为单位的。而 Wait 方法必须在一个对象的同步块中调用,因为它需要获取对象的锁才能执行。
在功能上,Sleep 是让当前线程暂停执行一段时间,这个时间是由程序员指定的。在 Sleep 期间,线程不会释放它已经获取的锁(如果有的话)。例如,一个线程在执行一个 synchronized 方法时调用了 Sleep,那么在 Sleep 期间,这个锁仍然被该线程占用,其他线程无法进入这个 synchronized 方法。而 Wait 是用于线程间的同步和通信。当一个线程调用了一个对象的 Wait 方法,它会释放对象的锁,然后进入等待状态,直到其他线程调用这个对象的 Notify 或者 NotifyAll 方法来唤醒它。 从用途上看,Sleep 通常用于模拟延迟或者定时执行某些操作。例如,在一个简单的游戏中,为了控制游戏角色的移动速度,可以使用 Sleep 来暂停线程一段时间,实现缓慢移动的效果。Wait 主要用于生产者 - 消费者模式等多线程协作的场景。例如,在一个有生产者线程和消费者线程的程序中,当生产者还没有生产出产品时,消费者线程可以调用 Wait 方法等待,直到生产者生产出产品并通过 Notify 或者 NotifyAll 方法唤醒消费者线程。
线程各个状态说一下
在 Java(用于安卓开发)中,线程主要有以下几种状态。
首先是新建(New)状态。当通过创建一个 Thread 类的对象或者实现 Runnable 接口的类的对象,并通过 Thread 构造函数将其包装后,线程就处于新建状态。此时线程还没有开始执行,只是一个对象被创建出来了,就像一个准备起跑的运动员还在起跑线等待出发信号。
然后是就绪(Runnable)状态。当线程对象调用 start 方法后,线程就进入就绪状态。处于这个状态的线程已经具备了运行的条件,正在等待系统的调度来获取 CPU 资源,就好像运动员已经站在了跑道上,等待发令枪响就可以开始奔跑。在这个状态下,线程可能会在就绪队列中等待,一旦 CPU 有空闲时间,就会从就绪队列中选择一个线程来执行。
接着是运行(Running)状态。当线程获得了 CPU 资源后,就进入运行状态,开始执行线程的 run 方法中的任务。这个状态是线程真正在执行任务的状态,就像运动员在跑道上奔跑的过程。不过,由于系统的多任务调度,线程可能会在运行过程中因为时间片用完或者被更高优先级的线程抢占 CPU 资源而暂停运行,重新回到就绪状态。
还有阻塞(Blocked)状态。线程可能会因为多种原因进入阻塞状态。例如,当一个线程试图获取一个被其他线程占用的锁时,就会进入阻塞状态,等待锁被释放。又比如,当线程执行了一个阻塞式的 I/O 操作(如读取文件)时,也会进入阻塞状态,直到 I/O 操作完成。这种状态就好比运动员在比赛过程中遇到了障碍物,暂时无法继续前进。
最后是死亡(Dead)状态。当线程的 run 方法执行完毕或者线程因为异常而终止时,线程就进入死亡状态。就像运动员完成了比赛或者因为受伤等原因无法继续比赛一样。处于死亡状态的线程不能再重新启动,它所占用的资源会被系统回收。
网络框架实现,volley原理,发送五个请求(相同以及不同)时,内部所做处理,如何根据发送请求结束后,剔除相同的等待请求
网络框架实现一般需要考虑多个方面。首先是网络请求的创建,包括设置请求的URL、请求方法(如GET、POST等)、请求头和请求体(如果是POST等需要发送数据的请求)。然后是异步执行请求,因为网络请求通常是耗时操作,不能阻塞主线程。还要处理请求的响应,包括解析返回的数据、处理错误情况等。
Volley是一个Android网络请求框架。它的原理是通过一个请求队列来管理请求。当创建一个请求并添加到Volley的请求队列中时,Volley会根据一定的调度策略来处理这些请求。
当发送五个请求时,如果是相同的请求,Volley通常会根据缓存策略先查看是否有缓存数据。如果有缓存且缓存未过期,就直接返回缓存数据,不会再次发送请求。如果没有缓存或者缓存过期,会将这些相同的请求合并为一个实际的网络请求发送(如果请求是幂等的),然后将结果分发给各个等待该请求的回调。
对于不同的请求,Volley会按照添加到请求队列的顺序依次处理。每个请求会在单独的线程或者线程池中执行(具体取决于Volley的内部实现)。当请求完成后,通过回调机制将结果返回给调用者。
要在请求结束后剔除相同的等待请求,可以在请求队列中设置标记。当一个请求开始执行时,给这个请求打上一个唯一的标记(可以根据请求的URL、参数等生成)。在请求结束后,检查请求队列中是否有相同标记的等待请求,如果有,就将其从队列中移除。这样可以避免已经有结果的相同请求再次执行,提高效率。
图片缓存技术的实现,如何结合volley实现,volley自带缓存管理还是需要自己去实现,缓存的底层实现
图片缓存技术主要是为了避免重复加载图片,提高图片加载的效率和性能。实现图片缓存通常包括内存缓存和磁盘缓存。
内存缓存是将图片以键值对的形式存储在内存中,键可以是图片的URL或者其他唯一标识。当需要加载一张图片时,先在内存缓存中查找,如果找到就直接使用,这样速度很快。可以使用像LruCache这样的类来实现内存缓存,LruCache会根据缓存的大小和最近最少使用原则来管理缓存。
磁盘缓存是将图片存储在设备的磁盘上。当内存缓存中没有找到图片时,就从磁盘缓存中查找。可以使用文件存储的方式来实现磁盘缓存,将图片以文件的形式存储在特定的目录下,通过图片的标识来查找对应的文件。
结合Volley实现图片缓存,可以利用Volley的请求和缓存机制。Volley本身有一定的缓存管理功能。它可以自动缓存网络请求的结果,对于图片请求,也可以利用这个特性。可以通过自定义Request或者使用Volley已经提供的ImageRequest等,在请求中设置缓存策略。
Volley自带了一定的缓存管理,但在某些复杂的场景下可能需要自己实现部分缓存功能。Volley的缓存底层是基于DiskBasedCache实现的,它将缓存数据存储在磁盘上。当一个请求发送时,Volley会检查磁盘缓存,看是否有对应的缓存数据。如果有,会根据缓存的有效期等条件来判断是否可以使用缓存数据。如果缓存数据有效,就直接返回缓存数据,避免了网络请求。
GET和POST的区别
GET和POST是两种常见的HTTP请求方法,它们有很多区别。
从请求数据的方式来看,GET请求的数据是通过URL传递的。具体来说,数据会附加在URL后面,以“?”开始,多个参数之间用“&”分隔。例如,“http://example.com/api?param1=value1¶m2=value2”。这种方式使得请求的数据完全暴露在URL中,数据量也有一定限制,因为URL的长度是有限制的。而POST请求的数据是放在请求体(Request Body)中的,不会显示在URL上,因此可以发送大量的数据,而且数据相对比较安全,不会像GET请求那样直接暴露在URL中。
在语义上,GET请求通常用于获取资源。比如从服务器获取一篇文章、一张图片或者一个文件列表等。它是幂等的,这意味着多次执行相同的GET请求应该得到相同的结果,不会对服务器资源产生额外的影响。POST请求通常用于向服务器提交数据,比如提交用户注册信息、发布一篇文章等,它不是幂等的,每次执行POST请求可能会对服务器资源产生不同的影响,如在数据库中插入新的数据。
从缓存的角度来看,GET请求可以被浏览器和服务器缓存。因为GET请求主要是获取数据,缓存这些请求的结果可以提高性能。而POST请求一般不会被缓存,因为它通常会对服务器产生修改操作,缓存POST请求的结果可能会导致数据不一致等问题。
TCP和HTTP区别
TCP(Transmission Control Protocol)和HTTP(HyperText Transfer Protocol)是网络通信中的两个重要概念,它们有很大的区别。
TCP是一种传输层协议,它主要负责在网络中可靠地传输数据。TCP通过建立连接、数据传输、确认和重传等机制来确保数据的准确性和完整性。当两个主机之间要进行通信时,TCP会先建立一个连接,这个连接是通过三次握手来完成的。在数据传输过程中,发送方会等待接收方的确认信息,如果没有收到确认,就会重传数据。TCP还会对数据进行分段和重组,以适应不同网络环境下的传输。
HTTP是一种应用层协议,它是基于TCP协议之上的。HTTP主要用于浏览器和服务器之间的通信,用于传输超文本(如网页)等数据。HTTP协议规定了请求和响应的格式,包括请求方法(如GET、POST等)、请求头、请求体、响应状态码、响应头和响应体等内容。例如,当浏览器请求一个网页时,会发送一个HTTP请求,这个请求包含请求的URL、浏览器的一些信息(在请求头中)等,服务器收到请求后,根据请求的内容返回一个HTTP响应,包含网页的内容(在响应体中)和一些状态信息(在响应头中)。
从功能上看,TCP侧重于数据传输的可靠性,它不关心传输的数据是什么内容。HTTP则侧重于应用层的数据交互,它定义了如何请求和获取网页等资源。HTTP依赖于TCP来实现数据的传输,没有TCP提供的可靠连接,HTTP无法正常工作。
Socket通信机制
Socket通信是一种网络通信方式,它提供了一种进程间通信(IPC)的机制,用于不同主机或者同一主机上的不同进程之间进行通信。
Socket通信的基本原理是基于客户端 - 服务器(Client - Server)模型。首先,服务器端需要创建一个ServerSocket对象,这个对象用于监听指定端口的连接请求。例如,服务器通过ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(端口号);来创建一个监听端口的对象。当客户端想要与服务器通信时,客户端会创建一个Socket对象,通过指定服务器的IP地址和端口号来请求连接,如Socket socket = new Socket(服务器IP地址, 服务器端口号);。
一旦连接建立成功,服务器端会通过accept方法接受客户端的连接请求,这个方法会返回一个新的Socket对象,用于和这个客户端进行通信。在通信过程中,双方可以通过这个Socket对象获取输入流和输出流来进行数据的发送和接收。例如,服务器可以通过获取的Socket对象的输出流将数据发送给客户端,客户端可以通过输入流来接收数据。
Socket通信可以基于不同的协议,最常见的是TCP和UDP。基于TCP的Socket通信是可靠的,它有连接建立、数据传输、确认和重传等机制,就像前面说的TCP协议一样。基于UDP的Socket通信是无连接的,它不保证数据一定能够到达目的地,数据传输速度可能会更快,但可能会丢失数据。在实际应用中,需要根据具体的需求来选择使用TCP还是UDP进行Socket通信。
LruCache 的理解、原理,以及还有哪些方式实现缓存调度
LruCache(Least Recently Used Cache)是一种缓存机制,用于在有限的缓存空间中管理缓存对象。它的核心思想是基于 “最近最少使用” 原则。
理解上,LruCache 就像是一个有大小限制的容器,用于存储一些经常使用的数据。当缓存满了,需要添加新的数据时,它会优先淘汰那些最近最少使用的数据,以腾出空间来存储新数据。
从原理来讲,LruCache 内部维护了一个 LinkedHashMap。这个 LinkedHashMap 有一个特殊的构造参数,用于指定按照访问顺序(accessOrder = true)来排列元素。当一个元素被访问(通过 get 方法)或者添加(通过 put 方法)时,它在 LinkedHashMap 中的位置会被更新到最后,这样最前面的元素就是最近最少使用的。例如,在一个图片缓存场景中,当加载一张新图片时,如果缓存已满,LruCache 会检查 LinkedHashMap 中最前面的元素对应的图片,这个图片就是最近最少被使用的,会被删除,然后新图片被添加到缓存中。
除了 LruCache,还有其他方式实现缓存调度。一种是使用时间戳来记录每个缓存对象的最后访问时间。当需要淘汰缓存时,遍历所有缓存对象,根据时间戳来判断哪个对象是最久未使用的。还有一种是基于引用计数的方式。每个缓存对象有一个引用计数,当一个对象被访问时,引用计数增加,当缓存空间不足时,选择引用计数最低的对象进行淘汰。不过这种方式在复杂的缓存场景中可能会出现循环引用等问题,导致缓存不能有效释放。
GC 原理、实现方式,能否手动去控制 GC 回收
GC(Garbage Collection)即垃圾回收,是 Java(Android 开发基于 Java)中自动管理内存的一种机制。
原理上,GC 的主要目标是识别和回收那些不再被程序使用的内存空间。在 Java 中,对象是通过引用进行访问的。GC 会从一些被称为 “根对象”(Roots)开始,这些根对象包括当前正在执行的方法中的局部变量、静态变量等。然后,通过引用链来遍历所有可以从根对象到达的对象,这些对象被认为是 “可达的”,而那些无法通过引用链从根对象到达的对象则被认为是 “垃圾”。例如,一个对象在创建后,没有任何引用指向它,那么这个对象就是垃圾,GC 会回收它所占用的内存。
实现方式主要有几种不同的垃圾回收算法。其中一种是标记 - 清除算法。首先,GC 会标记所有从根对象可达的对象,然后清除那些未被标记的对象。这种算法的缺点是会产生内存碎片。另一种是复制算法,它将内存空间划分为两个区域,在进行垃圾回收时,把可达对象复制到另一个区域,然后清空原来的区域。还有一种是标记 - 整理算法,它在标记完可达对象后,将所有可达对象向一端移动,然后清除边界以外的垃圾对象,这样可以避免内存碎片。
在 Java 中,不能手动控制 GC 回收。虽然可以通过 System.gc () 方法来建议 JVM 进行垃圾回收,但这只是一个建议,JVM 并不一定会立即执行垃圾回收。因为 JVM 有自己的垃圾回收策略和时机,它会根据内存的使用情况、对象的生命周期等因素来决定何时进行垃圾回收,以达到最佳的性能和内存管理效果。
有什么 OOM、内存泄漏,如何处理
OOM(Out Of Memory)是指程序在运行过程中,由于申请的内存超过了系统所能提供的内存,导致程序无法正常运行的情况。
产生 OOM 的原因有多种。一种常见的情况是加载大量的数据,如加载高分辨率的图片,如果不进行适当的处理,可能会导致内存占用过大。例如,在一个图片浏览应用中,一次性加载过多的高清图片,并且没有对图片进行压缩或者缓存管理,就可能会使内存占用超过系统限制,引发 OOM。
内存泄漏是指程序中已经不再使用的对象,但是由于某种原因,这些对象所占用的内存无法被回收。比如,一个 Activity 中有一个静态的引用指向一个内部对象,当 Activity 被销毁后,由于这个静态引用的存在,该内部对象无法被 GC 回收,就会导致内存泄漏。
对于 OOM 的处理,可以从多个方面入手。首先是优化数据加载,例如对图片进行压缩处理,采用合适的图片加载库,根据设备的屏幕分辨率加载合适大小的图片。还可以合理使用缓存,如前面提到的 LruCache,避免重复加载数据。对于内存泄漏,要注意对象的生命周期和引用关系。在 Activity 等组件的生命周期方法中,及时释放不再需要的资源和引用。可以使用一些内存泄漏检测工具,如 LeakCanary,它可以帮助检测出程序中的内存泄漏点,通过分析工具提供的信息,找到并修复导致内存泄漏的代码。
Java 虚拟机内存模型说一下
Java 虚拟机(JVM)内存模型主要分为几个不同的区域。
首先是程序计数器(Program Counter Register)。它是一块较小的内存空间,用于存储当前线程所执行的字节码的行号指示器。在多线程环境下,每个线程都有自己独立的程序计数器,这是因为线程是轮流切换执行的,通过程序计数器可以知道线程下次要执行的指令位置。
其次是 Java 虚拟机栈(JVM Stack)。它是线程私有的,用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。当一个方法被调用时,一个栈帧会被压入虚拟机栈,这个栈帧包含了方法执行所需的信息。当方法执行结束后,栈帧会被弹出。例如,在一个方法中定义了一些局部变量,这些局部变量就存储在局部变量表中,操作数栈用于存储计算过程中的中间结果。
然后是本地方法栈(Native Method Stack)。它和 Java 虚拟机栈类似,不过它是用于支持本地方法(Native Method)的执行。本地方法是指用非 Java 语言(如 C 或 C++)编写的,但是可以被 Java 调用的方法。
堆(Heap)是 JVM 内存中最大的一块区域,它是被所有线程共享的。堆用于存储对象实例,包括通过 new 关键字创建的对象。例如,当创建一个新的对象时,它会在堆中分配内存空间。堆是垃圾回收的主要区域,因为对象的创建和销毁比较频繁,需要 GC 来管理内存。
最后是方法区(Method Area)。它也是被所有线程共享的,用于存储已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。例如,一个类的字节码文件被加载后,类的结构信息、静态变量等都会存储在方法区。
binder 机制数据拷贝几次,为啥是这么多次
在 Binder 机制中,数据拷贝的次数与具体的通信场景有关。一般情况下,数据会进行两次拷贝。
第一次拷贝发生在用户空间到内核空间。当一个进程(客户端)想要通过 Binder 机制向另一个进程(服务端)发送数据时,数据首先从客户端的用户空间拷贝到内核空间的 Binder 驱动。这是因为 Binder 通信是基于内核的,需要通过内核来实现进程间的通信。
第二次拷贝是从内核空间到服务端的用户空间。当 Binder 驱动接收到数据后,会将数据传递给服务端,这个过程需要把数据从内核空间拷贝到服务端的用户空间。
这样设计的原因主要是为了安全性和隔离性。通过将数据先拷贝到内核空间,内核可以对数据进行检查和管理,确保数据的合法性和安全性。同时,这种方式也能够有效地隔离不同进程的用户空间,防止一个进程直接访问另一个进程的用户空间,从而保护每个进程的独立性和安全性。另外,两次拷贝虽然会带来一定的性能开销,但在实际应用中,Binder 机制通过其他优化手段(如共享内存等)可以在一定程度上减轻这种开销,并且这种开销相对于其提供的进程间安全、高效的通信优势来说是可以接受的。
滑动窗口很大会有什么问题
滑动窗口是网络通信等场景中用于流量控制和数据传输管理的一种机制。当滑动窗口很大时,可能会引发以下一系列问题:
传输效率方面
- 网络拥塞加剧:在网络传输中,若发送方的滑动窗口很大,意味着它可以在短时间内连续发送大量的数据报文。然而,网络的承载能力是有限的,接收方以及中间网络设备(如路由器等)处理数据的速度可能跟不上发送方的发送速度。这就容易导致网络中出现大量的数据堆积,造成网络拥塞,使得数据传输延迟大幅增加,甚至可能导致部分数据丢失,严重影响传输效率。
- 接收方处理压力过大:对于接收方而言,面对大量涌入的数据,需要在短时间内进行处理,包括数据的接收、校验、存储等操作。如果接收方的处理能力有限(比如设备性能较低或者同时在处理其他任务),可能无法及时处理这么多数据,导致数据在接收方的缓存区溢出,进而丢失数据,并且会使接收方的整体性能下降,无法正常响应后续的数据接收需求。
资源占用方面
- 发送方内存占用高:发送方为了能够容纳较大滑动窗口内准备发送的数据,需要开辟大量的内存空间来缓存这些数据。这会导致发送方的内存资源被大量占用,可能影响到发送方自身其他程序或功能的正常运行,甚至可能因内存不足引发程序异常。
- 网络带宽长时间高占用:由于滑动窗口大,发送的数据量多,会使得网络带宽在较长时间内处于高占用状态。这对于共享网络环境(如家庭网络、企业办公网络等)中的其他设备来说,可分配到的带宽就会减少,影响它们的网络使用体验,比如其他设备的网页浏览速度变慢、视频播放卡顿等。
可靠性方面
- 重传成本增加:一旦在传输过程中出现数据丢失或错误,由于滑动窗口大,涉及的数据量多,那么需要重传的数据量也会相应增多。这不仅会消耗更多的网络资源进行重传操作,还会进一步加剧网络拥塞状况,而且重传过程可能会影响到后续正常数据的传输计划,打乱整个传输流程的节奏,降低数据传输的可靠性。
AOSP 熟悉哪些
AOSP(Android Open Source Project)即安卓开源项目,涵盖了诸多方面的内容,以下是一些常见且较为重要的部分可能会被熟悉:
系统架构层面
- Linux 内核:安卓是基于 Linux 内核构建的,对 AOSP 的了解可能涉及到内核相关的部分,比如内核的进程管理、内存管理机制在安卓环境下的应用。例如,知道如何通过内核的进程调度来保障安卓系统中各个应用程序和系统进程的有序运行,以及内核如何分配和管理内存以满足安卓系统多任务处理的需求。
- 系统运行库层:熟悉其中的一些关键库,如 SQLite 库用于安卓应用的数据存储(在很多应用中用于存储用户设置、本地数据等);OpenGL 库用于实现图形渲染,支持安卓系统中各种绚丽的图形界面和游戏的视觉效果呈现;还有安卓运行时环境(ART 或 Dalvik)相关的库,了解它们如何实现字节码的执行和管理,保障安卓应用的正常运行。
应用框架层
- 四大组件:对 Activity(用于实现用户界面的展示和交互)、Service(用于在后台执行长时间运行的任务,如音乐播放服务、文件下载服务等)、Broadcast Receiver(用于接收系统或应用发出的广播消息,实现不同组件间的信息传递,比如电池电量变化广播的接收)、Content Provider(用于在不同应用之间共享数据,如联系人数据在不同应用间的共享)这四大组件的原理、使用方法以及它们之间的交互机制有深入的了解。能够熟练掌握如何通过 Intent 来启动 Activity、触发 Service、发送广播以及通过 Content Provider 获取和共享数据。
- 安卓开发工具包(SDK)相关:熟悉 SDK 中的各种工具和资源,比如 Android Studio 集成开发环境如何与 AOSP 的相关部分协同工作,如何利用 SDK Manager 来下载和管理不同版本的安卓开发所需的组件,包括不同安卓版本的支持库、模拟器镜像等,以便更好地进行安卓应用的开发和调试。
安卓系统定制化方面
- Build 系统:了解如何通过 AOSP 的 Build 系统来编译安卓源码,生成定制化的安卓系统镜像。掌握 Build 系统中的相关脚本(如 Makefile 等)的作用,以及如何根据需求修改构建参数,比如更改系统的默认设置、添加或删除特定的应用或功能模块等,以实现安卓系统的个性化定制,满足不同设备厂商或特定项目的需求。
- 系统定制流程:清楚从获取 AOSP 源码开始,到最终生成可用于设备安装和运行的安卓系统的整个流程。包括如何处理不同硬件平台的适配问题(如针对不同的处理器架构、屏幕分辨率等进行适配),如何在定制过程中确保系统的稳定性和安全性,以及如何进行系统的测试和验证,确保定制后的安卓系统能够正常运行且符合预期的功能和性能要求。
dex 文件结构,谈谈 odex
dex 文件结构
Dex(Dalvik Executable)文件是安卓系统中用于存储应用程序字节码的一种格式,它具有特定的结构:
- 文件头(Header):位于 dex 文件的开头部分,包含了关于整个 dex 文件的一些基本信息,如文件的标识(用于识别是否为 dex 文件)、文件版本号、校验和等。这些信息有助于在加载和解析 dex 文件时进行初步的确认和验证,确保文件的完整性和正确性。
- 字符串表(String Table):存储了应用程序中使用到的所有字符串常量。在安卓应用开发中,无论是代码中的文本输出、资源引用的字符串名称等,都会在字符串表中找到对应的记录。当执行字节码时,通过索引到字符串表来获取相应的字符串内容。
- 类型表(Type Table):记录了应用程序中出现的所有类型信息,包括类、接口、枚举等。每一个类型在类型表中都有一个对应的记录,其中包含了关于该类型的一些基本属性,如类型名称、父类信息、实现的接口等,这对于字节码的执行过程中准确识别和处理不同类型的对象非常重要。
- 方法表(Method Table):用于存储应用程序中所有方法的相关信息。每个方法在方法表中都有一个对应的记录,包括方法的名称、参数类型、返回类型、方法的字节码指令序列等。当执行到某个方法时,通过方法表来获取相应的方法信息并执行其字节码指令。
- 字段表(Field Table):类似方法表,它存储的是应用程序中所有字段(即类中的变量)的相关信息。包括字段的名称、类型、所属的类等,在字节码执行过程中,根据字段表来获取和处理各个字段的值。
- 常量池(Constant Pool):是一个集中存储各种常量的区域,这些常量包括字符串常量、整型常量、浮点型常量等。在字节码执行过程中,很多操作需要引用到常量池中的常量,通过索引到常量池来获取相应的常量值。
odex
ODex(Optimized Dalvik Executable)是对 dex 文件进行优化后的产物。
在安卓系统的早期,应用程序在安装时会将 dex 文件进行即时优化(Just-In-Time,JIT),生成 odex 文件。其主要目的是提高应用程序的执行效率。
- 优化原理:odex 文件的优化主要集中在对字节码的处理上。通过对 dex 文件中的字节码进行预分析,识别出一些可以提前执行的操作,比如常量折叠(将多个常量运算的结果在编译阶段就计算出来,而不是在运行时每次都计算)、方法内联(将一些简单的调用其他方法的操作,直接将被调用方法的字节码嵌入到调用处,减少方法调用的开销)等。这些优化措施可以减少应用程序在运行时的计算量,从而提高执行速度。
- 与 dex 的关系:odex 文件是基于 dex 文件生成的,它在 dex 文件的基础上进行了优化。在安卓系统中,通常情况下,应用程序在安装时会先将 dex 文件转化为 odex 文件(在 Dalvik 虚拟机时代),然后再由虚拟机执行 odex 文件中的字节码。这样,通过对 dex 文件的优化处理,使得应用程序在运行时能够更高效地执行。
- 应用场景:在早期安卓系统中,odex 文件的生成对于提高应用程序的运行效率起到了重要作用。尤其是对于一些性能要求较高的应用程序,如游戏应用、大型工具应用等,通过生成 odex 文件可以明显改善其执行速度。然而,随着安卓系统的发展,ART 虚拟机取代了 Dalvik 虚拟机,ART 采用了不同的优化策略,odex 文件在某些方面的重要性有所降低,但在一些特定场景下,比如在兼容旧版本安卓系统或者在一些未完全过渡到 ART 的设备上,odex 文件仍然可能会被用到。
了解 ART 么,谈谈
ART(Android Runtime)是安卓系统中的运行时环境,它在安卓的发展过程中起到了重要作用,具有以下特点和相关内容:
历史背景与发展
ART 取代了之前的 Dalvik 虚拟机,成为安卓系统的主要运行时环境。在安卓早期,Dalvik 虚拟机采用即时优化(JIT)策略,即在应用程序运行过程中对字节码进行优化。然而,这种方式存在一些局限性,比如每次运行应用都可能需要进行一定的优化操作,导致启动时间较长、执行效率在某些情况下不够理想等。ART 应运而生,它采用了预编译(Ahead-of-Time,AOT)策略,在应用程序安装时就对其进行全面的优化,从而在很多方面提升了安卓应用的性能。
预编译(AOT)机制
- 原理:在应用程序安装到设备上时,ART 会对应用的字节码进行全面的预编译。它将字节码转换为机器语言,这样在应用运行时,就可以直接执行机器语言指令,而不需要像 Dalvik 虚拟机那样在运行时再进行大量的优化操作。例如,对于一个安卓应用中的某个方法,ART 会在安装时就将其字节码编译成对应的机器语言指令序列,存放在设备的特定存储区域。当应用运行到该方法时,直接执行这些机器语言指令,大大提高了执行速度。
- 优势:这种预编译机制带来了多方面的优势。首先,应用的启动时间明显缩短,因为不需要在启动时再等待对字节码的优化过程。其次,执行效率得到显著提升,由于直接执行机器语言指令,减少了运行时优化的开销。再者,内存管理也得到了改善,因为预编译过程可以更好地分析和优化内存的使用,减少了因优化过程中产生的一些临时对象等对内存的占用。
内存管理
- 垃圾回收(GC)优化:ART 在垃圾回收方面也进行了优化。相比于 Dalvik 虚拟机,ART 采用了不同的垃圾回收算法和策略。例如,它可能采用了标记 - 整理算法,在标记出可回收对象后,将存活的对象向一端移动,然后清除另一端的垃圾对象,这样可以有效避免内存碎片的产生,使得内存的使用更加高效。此外,ART 还可以根据应用的实际运行情况,动态调整垃圾回收的时机和频率,以达到最佳的内存管理效果。
- 堆内存分配优化:在堆内存的分配上,ART 也有自己的特色。它可以根据不同类型的应用和其运行特点,合理分配堆内存。比如对于游戏应用,由于其通常需要大量的内存来存储游戏场景、角色等数据,ART 可以适当增加堆内存的分配量;对于一些小型应用,相应地减少堆内存的分配量,以确保内存的合理利用。
性能提升与应用体验
- 应用启动速度:如前面所述,ART 的预编译机制使得应用启动速度大幅提高。用户在点击应用图标后,能够更快地进入应用界面,这对于提升用户体验非常重要,尤其是在当今人们对手机应用的快速响应要求越来越高的情况下。
- 应用运行效率:除了启动速度,应用在运行过程中也因为 ART 的优化而更加高效。无论是界面的更新、数据的处理还是各种操作的执行,都能在更短的时间内完成,使得应用的整体性能得到提升,用户在使用过程中感受到更加流畅的操作体验。
兼容性与发展
- 兼容旧版本:ART 在设计上也考虑了与旧版本安卓系统的兼容性。虽然它采用了新的运行时环境和优化策略,但在一定程度上仍然可以支持一些基于 Dalvik 虚拟机开发的旧应用。通过一些转换机制和兼容措施,确保这些旧应用在 ART 环境下也能正常运行,不过可能在性能上会有一些差异。
- 未来发展:随着安卓系统的不断发展,ART 也在持续改进和完善。未来可能会在性能提升、内存管理优化、与新兴技术的结合等方面继续发展,比如更加深入地与人工智能、5G 等技术相结合,为安卓应用的开发和运行提供更加优越的条件。
编译过 Android 源码没,遇到的问题
如果曾经编译过 Android 源码,可能会遇到以下一些常见的问题:
环境配置问题
- 依赖项缺失或版本不匹配:Android 源码编译需要大量的依赖项,包括各种开发工具、库文件等。例如,可能需要特定版本的 Java Development Kit(JDK)、Python 版本、GCC 编译器等。如果这些依赖项缺失或者版本与要求不匹配,就会导致编译失败。比如,若 JDK 版本过低,可能无法满足 Android 源码中某些新特性或语法的要求,从而在编译过程中出现错误提示,如 “不支持的 Java 特性” 等类似的错误。
- 环境变量设置错误:正确设置环境变量对于 Android 源码编译至关重要。需要设置诸如 PATH、JAVA_HOME、ANDROID_HOME 等环境变量,以便系统能够找到所需的工具和资源。如果环境变量设置错误,比如 PATH 中没有包含所需编译器的路径,那么在编译过程中系统就无法调用到相应的工具,导致编译无法进行,会出现 “命令未找到” 等错误提示。
硬件资源不足
- 内存不足:Android 源码编译是一个非常耗费内存的过程。尤其是在编译一些大型的、包含多个模块的源码时,可能需要大量的内存来存储临时文件、进行数据处理等。如果计算机的内存容量不够,比如只有 4GB 或 8GB 内存,可能在编译过程中就会出现内存溢出的情况,表现为编译程序突然停止运行,并且可能会给出 “内存不足” 的错误提示。
- 硬盘空间不足:同样,编译 Android 源码也需要大量的硬盘空间来存储编译产生的各种文件,如目标文件、可执行文件、中间文件等。如果硬盘空间不够,比如只剩下几百 MB 的空间,在编译过程中就会出现硬盘空间不够用的情况,导致编译失败,可能会出现 “硬盘空间不足” 的错误提示。
源码本身问题
- 代码错误或不一致:尽管 Android 源码经过了严格的审核和测试,但仍然可能存在一些代码错误或者不同模块之间的代码不一致的情况。例如,在某个模块中定义的函数参数类型与另一个模块中调用该函数时所期望的参数类型不一致,这就会导致编译错误,会给出 “类型不匹配” 等错误提示。
- 版本兼容性问题:如果在编译过程中涉及到不同版本的 Android 源码或者不同版本的依赖项,可能会出现版本兼容性问题。比如,新的 Android 源码版本可能要求更新的依赖项版本,但现有环境中使用的是旧版本的依赖项,这就会导致编译失败,会出现 “版本不兼容” 等错误提示。
编译流程问题
- 编译顺序错误:Android 源码包含多个模块,这些模块之间可能存在一定的顺序关系,需要按照正确的顺序进行编译。如果编译顺序错误,比如先编译了依赖其他模块的子模块,而没有先编译其依赖的母模块,就会导致编译失败,会出现 “未定义的符号” 等错误提示。
- Makefile 文件问题:Makefile 文件在 Android 源码编译中起到了关键作用,它规定了编译的步骤、规则和参数等。如果 Makefile 文件存在错误,比如语法错误、路径错误等,就会导致编译失败,会出现 “Makefile 错误” 等错误提示。
平时挖掘过哪些漏洞没有
在日常的开发与研究中,挖掘过一些常见的 Android 漏洞。比如 SQL 注入漏洞,在应用与数据库交互的过程中,如果对用户输入的内容未进行严格的校验和过滤,就可能导致恶意用户通过构造特殊的 SQL 语句来篡改查询逻辑,从而获取或篡改数据库中的数据。例如,在一个登录功能中,若直接将用户输入的用户名和密码拼接到 SQL 查询语句中,攻击者就可以通过输入特定的字符来绕过登录验证。
还有越界访问漏洞,当应用对数组、缓冲区等数据结构进行访问时,如果没有对索引或边界进行有效的检查,就可能导致越界访问,进而引发程序崩溃或数据泄露。比如在处理图片数据的数组时,若错误地使用了超出数组范围的索引,就可能读取到其他内存区域的数据,造成信息泄露。
另外,也发现过一些权限绕过漏洞。某些应用在进行敏感操作时,虽然设置了权限检查,但由于权限校验逻辑不严谨,攻击者可以通过一些特殊的手段绕过权限检查,执行未授权的操作。比如在一个需要特定权限才能访问的文件读取功能中,若权限校验仅在前端进行简单判断,攻击者可以通过篡改请求等方式绕过前端校验,直接访问到受保护的文件 。
HOOK 技术的掌握,由于自己说了 Cydia Substrate,问了 substrate 的原理
Cydia Substrate 是一款在 iOS 越狱和 Android root 环境下常用的动态库注入和 HOOK 框架。其原理主要基于对目标进程的内存空间进行修改和拦截函数调用。
在 Android 系统中,当一个应用程序运行时,其进程会被加载到内存中并开始执行。Cydia Substrate 通过一些底层的技术手段,如 ptrace 系统调用等,能够附加到目标进程上,并获取对该进程内存空间的访问权限。
它会在目标进程的内存中查找需要 HOOK 的函数的地址。一旦找到目标函数的地址,Cydia Substrate 会修改该函数的入口点,将其指向一个自定义的 HOOK 函数。当目标进程调用被 HOOK 的函数时,实际上执行的是我们自定义的 HOOK 函数。在 HOOK 函数中,可以根据具体的需求对函数的参数进行修改、记录函数的调用信息,或者在函数执行前后添加额外的逻辑。例如,可以 HOOK 系统的网络请求函数,在函数调用前对请求的参数进行加密处理,在函数返回后对响应的数据进行解密和分析。
Cydia Substrate 还提供了一种机制,用于在不同的 HOOK 函数之间进行通信和数据共享。通过这种方式,可以实现更复杂的功能,如对多个相关函数的协同 HOOK 和处理。
此外,Cydia Substrate 还具有良好的兼容性和可扩展性,能够适应不同版本的 Android 系统和不同架构的设备,并且可以方便地添加新的 HOOK 模块和功能。
用 IDA 做过什么实际工作
IDA 是一款强大的反汇编工具,在实际工作中,主要用它做了以下几方面的工作。
首先是软件的逆向分析。当需要了解一个未知软件的内部工作原理和功能逻辑时,会使用 IDA 对其进行反汇编。通过分析反汇编后的代码,可以了解软件的主要功能模块、数据结构以及函数调用关系。例如,对于一个加密软件,可以通过 IDA 分析其加密算法的实现细节,包括密钥的生成、数据的加密过程等,从而为破解或优化该加密算法提供依据。
其次是漏洞挖掘。借助 IDA 对软件进行静态分析,查找可能存在的漏洞。通过对代码的逻辑流程和数据处理过程进行仔细审查,可以发现一些潜在的安全隐患,如缓冲区溢出、整数溢出、格式化字符串漏洞等。例如,在分析一个网络通信软件时,通过 IDA 发现其对接收数据的缓冲区大小没有进行有效的检查,存在缓冲区溢出的风险,从而及时提醒开发人员进行修复。
还用于恶意软件的分析。当遇到疑似恶意软件时,使用 IDA 对其进行反汇编和分析,以确定其恶意行为和传播机制。可以通过分析恶意软件的代码逻辑,了解它如何窃取用户信息、如何与远程服务器进行通信以及如何躲避安全检测等,为防范和清除恶意软件提供有力支持。
另外,在软件的兼容性分析方面也发挥了作用。当一个软件在不同的平台或环境下出现兼容性问题时,可以使用 IDA 对其进行反汇编,比较不同版本或不同环境下软件的代码差异,从而找出导致兼容性问题的原因,并提出相应的解决方案。
平时逆向过哪些加壳的软件
在平时的工作和学习中,逆向过多种加壳的软件。其中包括一些常见的商业软件和恶意软件。
对于商业软件,曾逆向过一款知名的视频编辑软件。该软件为了保护其核心算法和版权,采用了加壳技术。通过使用逆向工具和技术,逐步分析其加壳的类型和特点,最终成功脱壳并获取了其核心代码。在这个过程中,发现该软件使用了一种基于加密算法的壳,对程序的代码段和数据段进行了加密处理。通过对加密算法的逆向分析,了解了其加密和解密的过程,从而能够对软件的核心功能进行深入研究,为后续的优化和改进提供了参考。
还逆向过一些游戏软件。部分游戏为了防止作弊和盗版,采用了加壳技术来保护其关键逻辑和数据。例如,一款热门的手机游戏,通过对其加壳的逆向分析,发现其使用了多层嵌套的壳来增加逆向的难度。在逆向过程中,需要先突破外层的壳,获取到内层壳的相关信息,再进一步进行脱壳和分析。通过对游戏的逆向,了解了其核心的游戏逻辑、加密方式以及数据存储结构,为开发相关的辅助工具和插件提供了技术支持。
在恶意软件方面,逆向过一些木马程序和病毒样本。这些恶意软件通常会采用加壳技术来躲避杀毒软件的检测和分析。通过对其加壳的逆向,可以了解其隐藏自身的方式和传播机制。例如,一种新型的木马程序,采用了一种未知的加壳技术,通过对其逆向分析,发现其利用了系统的漏洞来加载和执行加密后的恶意代码,并且能够自动更新和传播自身。通过对这类恶意软件的逆向,能够及时掌握其最新的攻击手段和技术特点,为安全防护和应急响应提供有力的支持。