写点什么

超全 Android 中高级面试复习大纲,在线面试指南

发布于: 2021 年 03 月 23 日

开头


最近有粉丝反应,不想做安卓了,有朋友转到前端了,安卓不行了,问我怎么办?


自从 RN,Weex 这种跨平台编程语言出来以后,安卓将死的言论总是不绝于耳。随着颇有摧枯拉朽之势 Flutter 的出现,加之近几年的裁员潮,使这种论调好像更加可信。


恍惚间会让人想到 2010 年,安卓初兴,一切还是桌面应用开发的天下,当时的语言还集中中 JAVA、HTML、MFC、.NET、C#,各个语言为了争夺桌面应用开发第一位,也是拼得你死我活。当时的安卓系统还是方兴未艾,谁也不知道,它会引领着另一个时代。


几年过去了,桌面开发已经基本死了,现在轮到 Android 开发了?


1、网络


网络协议模型


应用层:负责处理特定的应用程序细节 HTTP、FTP、DNS


传输层:为两台主机提供端到端的基础通信 TCP、UDP


网络层:控制分组传输、路由选择等 IP


链路层:操作系统设备驱动程序、网卡相关接口


TCP 和 UDP 区别


TCP 连接;可靠;有序;面向字节流;速度慢;较重量;全双工;适用于文件传输、浏览器等


  • 全双工:A 给 B 发消息的同时,B 也能给 A 发

  • 半双工:A 给 B 发消息的同时,B 不能给 A 发


UDP 无连接;不可靠;无序;面向报文;速度快;轻量;适用于即时通讯、视频通话等


TCP 三次握手


A:你能听到吗?B:我能听到,你能听到吗?A:我能听到,开始吧


A 和 B 两方都要能确保:我说的话,你能听到;你说的话,我能听到。所以需要三次握手


TCP 四次挥手


A:我说完了 B:我知道了,等一下,我可能还没说完 B:我也说完了 A:我知道了,结束吧


B 收到 A 结束的消息后 B 可能还没说完,没法立即回复结束标示,只能等说完后再告诉 A :我说完了。


POST 和 GET 区别


Get 参数放在 url 中;Post 参数放在 request Body 中 Get 可能不安全,因为参数放在 url 中


HTTPS


HTTP 是超文本传输协议,明文传输;HTTPS 使用 SSL 协议对 HTTP 传输数据进行了加密


HTTP 默认 80 端口;HTTPS 默认 443 端口


优点:安全缺点:费时、SSL 证书收费,加密能力还是有限的,但是比 HTTP 强多了


2、Java 基础 &容器 &同步 &设计模式


StringBuilder、StringBuffer、+、String.concat 链接字符串:


  • StringBuffer 线程安全,StringBuilder 线程不安全

  • +实际上是用 StringBuilder 来实现的,所以非循环体可以直接用 +,循环体不行,因为会频繁创建 StringBuilder

  • String.concat 实质是 new String ,效率也低,耗时排序:StringBuilder < StringBuffer < concat < +


Java 泛型擦除


  • 修饰成员变量等类结构相关的泛型不会被擦除

  • 容器类泛型会被擦除


ArrayList、LinkedList


ArrayList


基于数组实现,查找快:o(1),增删慢:o(n)初始容量为 10,扩容通过 System.arrayCopy 方法


LinkedList


基于双向链表实现,查找慢:o(n),增删快:o(1)封装了队列和栈的调用


HashMap 、HashTable


HashMap


  • 基于数组和链表实现,数组是 HashMap 的主体;链表是为解决哈希冲突而存在的

  • 当发生哈希冲突且链表 size 大于阈值时会扩容,JAVA 8 会将链表转为红黑树提高性能允许 key/value 为 null


HashTable


  • 数据结构和 HashMap 一样

  • 不允许 value 为 null

  • 线程安全


ArrayMap、SparseArray


ArrayMap


1.基于两个数组实现,一个存放 hash;一个存放键值对。扩容的时候只需要数组拷贝,不需要重建哈希表 2.内存利用率高 3.不适合存大量数据,因为会对 key 进行二分法查找(1000 以下)


SparseArray


1.基于两个数组实现,int 做 key2.内存利用率高 3.不适合存大量数据,因为会对 key 进行二分法查找(1000 以下)


volatile 关键字


  • 只能用来修饰变量,适用修饰可能被多线程同时访问的变量

  • 相当于轻量级的 synchronized,volatitle 能保证有序性(禁用指令重排序)、可见性;后者还能保证原子性

  • 变量位于主内存中,每个线程还有自己的工作内存,变量在自己线程的工作内存中有份拷贝,线程直接操作的是这个拷贝

  • 被 volatile 修饰的变量改变后会立即同步到主内存,保持变量的可见性。


双重检查单例,为什么要加 volatile?


1.volatile 想要解决的问题是,在另一个线程中想要使用 instance,发现 instance!=null,但是实际上 instance 还未初始化完毕这个问题


2.将 instance =newInstance();拆分为 3 句话是。1.分配内存 2.初始化 3.将 instance 指向分配的内存空


3.volatile 可以禁止指令重排序,确保先执行 2,后执行 3


wait 和 sleep


  • sleep 是 Thread 的静态方法,可以在任何地方调用

  • wait 是 Object 的成员方法,只能在 synchronized 代码块中调用,否则会报 IllegalMonitorStateException 非法监控状态异常

  • sleep 不会释放共享资源锁,wait 会释放共享资源锁


lock 和 synchronized


  • synchronized 是 Java 关键字,内置特性;Lock 是一个接口

  • synchronized 会自动释放锁;lock 需要手动释放,所以需要写到 try catch 块中并在 finally 中释放锁

  • synchronized 无法中断等待锁;lock 可以中断

  • Lock 可以提高多个线程进行读/写操作的效率

  • 竞争资源激烈时,lock 的性能会明显的优于 synchronized


可重入锁


  • 定义:已经获取到锁后,再次调用同步代码块/尝试获取锁时不必重新去申请锁,可以直接执行相关代码

  • ReentrantLock 和 synchronized 都是可重入锁


公平锁


  • 定义:等待时间最久的线程会优先获得锁

  • 非公平锁无法保证哪个线程获取到锁,synchronized 就是非公平锁

  • ReentrantLock 默认时非公平锁,可以设置为公平锁


乐观锁和悲观锁


  • 悲观锁:线程一旦得到锁,其他线程就挂起等待,适用于写入操作频繁的场景;synchronized 就是悲观锁

  • 乐观锁:假设没有冲突,不加锁,更新数据时判断该数据是否过期,过期的话则不进行数据更新,适用于读取操作频繁的场景

  • 乐观锁 CAS:Compare And Swap,更新数据时先比较原值是否相等,不相等则表示数据过去,不进行数据更新

  • 乐观锁实现:AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean


死锁 4 个必要条件


  • 互斥

  • 占有且等待

  • 不可抢占

  • 循环等待


synchronized 原理


  • 每个对象都有一个监视器锁:monitor,同步代码块会执行 monitorenter 开始,motnitorexit 结束

  • wait/notify 就依赖 monitor 监视器,所以在非同步代码块中执行会报 IllegalMonitorStateException 异常


3、Java 虚拟机 &内存结构 &GC&类加载 &四种引用 &动态代理


JVM


  • 定义:可以理解成一个虚构的计算机,解释自己的字节码指令集映射到本地 CPU 或 OS 的指令集,上层只需关注 Class 文件,与操作系统无关,实现跨平台

  • Kotlin 就是能解释成 Class 文件,所以可以跑在 JVM 上


JVM 内存模型


  • Java 多线程之间是通过共享内存来通信的,每个线程都有自己的本地内存

  • 共享变量存放于主内存中,线程会拷贝一份共享变量到本地内存

  • volatile 关键字就是给内存模型服务的,用来保证内存可见性和顺序性


JVM 内存结构


线程私有


1.程序计数器:记录正在执行的字节码指令地址,若正在执行 Native 方法则为空 2.虚拟机栈:执行方法时把方法所需数据存为一个栈帧入栈,执行完后出栈 3.本地方法栈:同虚拟机栈,但是针对的是 Native 方法


线程共享


1.堆:存储 Java 实例,GC 主要区域,分代收集 GC 方法会吧堆划分为新生代、老年代 2.方法区:存储类信息,常量池,静态变量等数据


GC


回收区域:只针对堆、方法区;线程私有区域数据会随线程结束销毁,不用回收


回收类型:


1.堆中的对象


  • 分代收集 GC 方法会吧堆划分为新生代、老年代

  • 新生代:新建小对象会进入新生代;通过复制算法回收对象

  • 老年代:新建大对象及老对象会进入老年代;通过标记-清除算法回收对象


2.方法区中的类信息、常量池


判断一个对象是否可被回收:


1.引用计数法缺点:循环引用


2.可达性分析法定义:从 GC ROOT 开始搜索,不可达的对象都是可以被回收的


GC ROOT


1.虚拟机栈/本地方法栈中引用的对象 2.方法区中常量/静态变量引用的对象


四种引用


  • 强引用:不会被回收

  • 软引用:内存不足时会被回收

  • 弱引用:gc 时会被回收

  • 虚引用:无法通过虚引用得到对象,可以监听对象的回收


ClassLoader


类的生命周期:


1.加载;2.验证;3.准备;4.解析;5.初始化;6.使用;7.卸载


类加载过程:


1.加载:获取类的二进制字节流;生成方法区的运行时存储结构;在内存中生成 Class 对象 2.验证:确保该 Class 字节流符合虚拟机要求 3.准备:初始化静态变量 4.解析:将常量池的符号引用替换为直接引用 5.初始化:执行静态块代码、类变量赋值


类加载时机


1.实例化对象 2.调用类的静态方法 3.调用类的静态变量(放入常量池的常量除外)


类加载器:负责加载 class 文件


分类:


1.引导类加载器 - 没有父类加载器 2.拓展类加载器 - 继承自引导类加载器 3.系统类加载器 - 继承自拓展类加载器


双亲委托模型:


当要加载一个 class 时,会先逐层向上让父加载器先加载,加载失败才会自己加载


为什么叫双亲?不考虑自定义加载器,系统类加载器需要网上询问两层,所以叫双亲


判断是否是同一个类时,除了类信息,还必须时同一个类加载器


优点:


  • 防止重复加载,父加载器加载过了就没必要加载了

  • 安全,防止篡改核心库类


动态代理原理及实现


  • InvocationHandler 接口,动态代理类需要实现这个接口

  • Proxy.newProxyInstance,用于动态创建代理对象

  • Retrofit 应用: Retrofit 通过动态代理,为我们定义的请求接口都生成一个动态代理对象,实现请求


4、Android 基础 &性能优化 &Framwork


Activity 启动模式


  • standard 标准模式

  • singleTop 栈顶复用模式,

  • 推送点击消息界面

  • singleTask 栈内复用模式,

  • 首页

  • singleInstance 单例模式,单独位于一个任务栈中

  • 拨打电话界面细节:

  • taskAffinity:任务相关性,用于指定任务栈名称,默认为应用包名

  • allowTaskReparenting:允许转移任务栈


View 工作原理


  • DecorView (FrameLayout)

  • LinearLayout

  • titlebar

  • Content

  • 调用 setContentView 设置的 View


ViewRoot 的 performTraversals 方法调用触发开始 View 的绘制,然后会依次调用:


  • performMeasure:遍历 View 的 measure 测量尺寸

  • performLayout:遍历 View 的 layout 确定位置

  • performDraw:遍历 View 的 draw 绘制


事件分发机制


  • 一个 MotionEvent 产生后,按 Activity -> Window -> decorView -> View 顺序传递,View 传递过程就是事件分发,主要依赖三个方法:

  • dispatchTouchEvent:用于分发事件,只要接受到点击事件就会被调用,返回结果表示是否消耗了当前事件

  • onInterceptTouchEvent:用于判断是否拦截事件,当 ViewGroup 确定要拦截事件后,该事件序列都不会再触发调用此 ViewGroup 的 onIntercept

  • onTouchEvent:用于处理事件,返回结果表示是否处理了当前事件,未处理则传递给父容器处理

  • 细节:

  • 一个事件序列只能被一个 View 拦截且消耗

  • View 没有 onIntercept 方法,直接调用 onTouchEvent 处理

  • OnTouchListener 优先级比 OnTouchEvent 高,onClickListener 优先级最低

  • requestDisallowInterceptTouchEvent 可以屏蔽父容器 onIntercet 方法的调用


Window 、 WindowManager、WMS、SurfaceFlinger


  • Window:抽象概念不是实际存在的,而是以 View 的形式存在,通过 PhoneWindow 实现

  • WindowManager:外界访问 Window 的入口,内部与 WMS 交互是个 IPC 过程

  • WMS:管理窗口 Surface 的布局和次序,作为系统级服务单独运行在一个进程

  • SurfaceFlinger:将 WMS 维护的窗口按一定次序混合后显示到屏幕上


View 动画、帧动画及属性动画


View 动画:


  • 作用对象是 View,可用 xml 定义,建议 xml 实现比较易读

  • 支持四种效果:平移、缩放、旋转、透明度


帧动画:


  • 通过 AnimationDrawable 实现,容易 OOM


属性动画:


  • 可作用于任何对象,可用 xml 定义,Android 3 引入,建议代码实现比较灵活

  • 包括 ObjectAnimator、ValuetAnimator、AnimatorSet

  • 时间插值器:根据时间流逝的百分比计算当前属性改变的百分比

  • 系统预置匀速、加速、减速等插值器

  • 类型估值器:根据当前属性改变的百分比计算改变后的属性值

  • 系统预置整型、浮点、色值等类型估值器

  • 使用注意事项:

  • 避免使用帧动画,容易 OOM

  • 界面销毁时停止动画,避免内存泄漏

  • 开启硬件加速,提高动画流畅性 ,硬件加速:

  • 将 cpu 一部分工作分担给 gpu ,使用 gpu 完成绘制工作

  • 从工作分摊和绘制机制两个方面优化了绘制速度


最后


都说三年是程序员的一个坎,能否晋升或者提高自己的核心竞争力,这几年就十分关键。


技术发展的这么快,从哪些方面开始学习,才能达到高级工程师水平,最后进阶到 Android 架构师/技术专家?我总结了这 5 大块;


我搜集整理过这几年阿里,以及腾讯,字节跳动,华为,小米等公司的面试题,把面试的要求和技术点梳理成一份大而全的“ Android 架构师”面试 PDF(实际上比预期多花了不少精力),包含知识脉络 + 分支细节。





Java 语言与原理;大厂,小厂。Android 面试先看你熟不熟悉 Java 语言





高级 UI 与自定义 view;自定义 view,Android 开发的基本功。





性能调优;数据结构算法,设计模式。都是这里面的关键基础和重点需要熟练的。





NDK 开发;未来的方向,高薪必会。





前沿技术;组件化,热升级,热修复,框架设计





网上学习 Android 的资料一大堆,但如果学到的知识不成体系,遇到问题时只是浅尝辄止,不再深入研究,那么很难做到真正的技术提升。希望这份系统化的技术体系对大家有一个方向参考。


我在搭建这些技术框架的时候,还整理了系统的高级进阶教程,会比自己碎片化学习效果强太多,腾讯文档可见;《Android架构视频+学习笔记》


当然,想要深入学习并掌握这些能力,并不简单。关于如何学习,做程序员这一行什么工作强度大家都懂,但是不管工作多忙,每周也要雷打不动的抽出 2 小时用来学习。


不出半年,你就能看出变化!


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VX公众号:编程进阶路 2020.11.28 加入

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