Android面试题：中高级篇（一）

前言：

在Android面试过程中，尤其是社招，我们经常会被问到一些需要深入理解的原理、技术，这些内容大家还是有必要去掌握，所以我开设了Android面试题中高级系列，希望大家喜欢。

提供的解析内容比较多，大家掌握关键内容解题思路即可。

Android中如何查看一个对象的回收情况 ？

首先要了解Java四种引用类型的场景和使用（强引用、软引用、弱引用、虛引用）
举个场景例子：SoftReference对象是用来保存软引用的，但它同时也是一个Java对象，所以当软引用对象被回收之后，虽然这个SoftReference对象的get方法返回null，但SoftReference对象本身并不是null，而此时这个SoftReference对象已经不再具有存在的价值，需要一个适当的清除机制，避免大量SoftReference对象带来的内存泄露。
因此，Java提供ReferenceQueue来处理引用对象的回收情况。当SoftReference所引用的对象被GC后，JVM会先将softReference对象添加到ReferenceQueue这个队列中。当我们调用ReferenceQueue的poll()方法，如果这个队列中不是空队列，那么将返回并移除前面添加的那个Reference对象。

插件化原理

1、类加载机制：Android中常用的两种类加载器，DexClassLoader和PathClassLoader，它们都继承于BaseDexClassLoader，两者区别在于PathClassLoader只能加载内部存储目录的dex/jar/apk文件。DexClassLoader支持加载指定目录(不限于内部)的dex/jar/apk文件。
2、插件通信：通过给插件apk生成相应的DexClassLoader便可以访问其中的类，可分为单DexClassLoader和多DexClassLoader两种结构。
若使用多ClassLoader机制，主工程引用插件中类需要先通过插件的ClassLoader加载该类再通过反射调用其方法。插件化框架一般会通过统一的入口去管理对各个插件中类的访问，并且做一定的限制。
若使用单ClassLoader机制，主工程则可以直接通过类名去访问插件中的类。该方式有个弊端，若两个不同的插件工程引用了一个库的不同版本，则程序可能会出错。
3、资源加载：原理在于通过反射将插件apk的路径加入AssetManager中并创建Resource对象加载资源，有两种处理方式：
合并式：addAssetPath时加入所有插件和主工程的路径；由于AssetManager中加入了所有插件和主工程的路径，因此生成的Resource可以同时访问插件和主工程的资源。但是由于主工程和各个插件都是独立编译的，生成的资源id会存在相同的情况，在访问时会产生资源冲突。
独立式：各个插件只添加自己apk路径，各个插件的资源是互相隔离的，不过如果想要实现资源的共享，必须拿到对应的Resource对象。

线程池的好处？四种线程池的使用场景，线程池的几个参数的理解？

使用线程池的好处是减少在创建和销毁线程上所花的时间以及系统资源的开销，解决资源不足的问题。如果不使用线程池，有可能造成系统创建大量同类线程而导致消耗完内存或则“过度切换”的问题。
Android中的线程池都是直接或间接通过配置ThreadPoolExecutor来实现不同特性的线程池。Android中最常见的类具有不同特性的线程池分别为：
newCachedThreadPool：只有非核心线程，最大线程数非常大，所有线程都活动时会为新任务创建新线程,否则会利用空闲线程 ( 60s空闲时间,过了就会被回收,所以线程池中有0个线程的可能 )来处理任务.
优点：任何任务都会被立即执行(任务队列SynchronousQuue相当于一个空集合);比较适合执行大量的耗时较少的任务.
newFixedThreadPool：只有核心线程，并且数量固定的，所有线程都活动时，因为队列没有限制大小，新任务会等待执行，当线程池空闲时不会释放工作线程，还会占用一定的系统资源。
优点：更快的响应外界请求
newScheduledThreadPool：核心线程数固定,非核心线程（闲着没活干会被立即回收数）没有限制.
优点：执行定时任务以及有固定周期的重复任务
newSingleThreadExecutor：只有一个核心线程,确保所有的任务都在同一线程中按序完成
优点：不需要处理线程同步的问题

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，会在系统层面会弹出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，方法比如继承Thread或实现Runnable接口、使用AsyncTask、IntentService、HandlerThread等

内存泄漏的场景和解决办法

1.非静态内部类的静态实例
非静态内部类会持有外部类的引用，如果非静态内部类的实例是静态的，就会长期的维持着外部类的引用，组织被系统回收，解决办法是使用静态内部类
2.多线程相关的匿名内部类和非静态内部类
匿名内部类同样会持有外部类的引用，如果在线程中执行耗时操作就有可能发生内存泄漏，导致外部类无法被回收，直到耗时任务结束，解决办法是在页面退出时结束线程中的任务
3.Handler内存泄漏
Handler导致的内存泄漏也可以被归纳为非静态内部类导致的，Handler内部message是被存储在MessageQueue中的，有些message不能马上被处理，存在的时间会很长，导致handler无法被回收，如果handler是非静态的，就会导致它的外部类无法被回收，解决办法是1.使用静态handler，外部类引用使用弱引用处理2.在退出页面时移除消息队列中的消息
4.Context导致内存泄漏
根据场景确定使用Activity的Context还是Application的Context,因为二者生命周期不同，对于不必须使用Activity的Context的场景（Dialog）,一律采用Application的Context,单例模式是最常见的发生此泄漏的场景，比如传入一个Activity的Context被静态类引用，导致无法回收
5.静态View导致泄漏
使用静态View可以避免每次启动Activity都去读取并渲染View，但是静态View会持有Activity的引用，导致无法回收，解决办法是在Activity销毁的时候将静态View设置为null（View一旦被加载到界面中将会持有一个Context对象的引用，在这个例子中，这个context对象是我们的Activity，声明一个静态变量引用这个View，也就引用了activity）
6.WebView导致的内存泄漏
WebView只要使用一次，内存就不会被释放，所以WebView都存在内存泄漏的问题，通常的解决办法是为WebView单开一个进程，使用AIDL进行通信，根据业务需求在合适的时机释放掉
7.资源对象未关闭导致
如Cursor，File等，内部往往都使用了缓冲，会造成内存泄漏，一定要确保关闭它并将引用置为null
8.集合中的对象未清理
集合用于保存对象，如果集合越来越大，不进行合理的清理，尤其是入股集合是静态的
9.Bitmap导致内存泄漏
bitmap是比较占内存的，所以一定要在不使用的时候及时进行清理，避免静态变量持有大的bitmap对象
10.监听器未关闭
很多需要register和unregister的系统服务要在合适的时候进行unregister,手动添加的listener也需要及时移除

如何避免OOM?

1.使用更加轻量的数据结构：如使用ArrayMap/SparseArray替代HashMap,HashMap更耗内存，因为它需要额外的实例对象来记录Mapping操作，SparseArray更加高效，因为它避免了Key Value的自动装箱，和装箱后的解箱操作
2.便面枚举的使用，可以用静态常量或者注解@IntDef替代
3.Bitmap优化:
a.尺寸压缩：通过InSampleSize设置合适的缩放
b.颜色质量：设置合适的format，ARGB_6666/RBG_545/ARGB_4444/ALPHA_6，存在很大差异
c.inBitmap:使用inBitmap属性可以告知Bitmap解码器去尝试使用已经存在的内存区域，新解码的Bitmap会尝试去使用之前那张Bitmap在Heap中所占据的pixel data内存区域，而不是去问内存重新申请一块区域来存放Bitmap。利用这种特性，即使是上千张的图片，也只会仅仅只需要占用屏幕所能够显示的图片数量的内存大小，但复用存在一些限制，具体体现在：在Android 4.4之前只能重用相同大小的Bitmap的内存，而Android 4.4及以后版本则只要后来的Bitmap比之前的小即可。使用inBitmap参数前，每创建一个Bitmap对象都会分配一块内存供其使用，而使用了inBitmap参数后，多个Bitmap可以复用一块内存，这样可以提高性能
4.StringBuilder替代String: 在有些时候，代码中会需要使用到大量的字符串拼接的操作，这种时候有必要考虑使用StringBuilder来替代频繁的“+”
5.避免在类似onDraw这样的方法中创建对象，因为它会迅速占用大量内存，引起频繁的GC甚至内存抖动

冷启动与热启动是什么

app冷启动： 当应用启动时，后台没有该应用的进程，这时系统会重新创建一个新的进程分配给该应用， 这个启动方式就叫做冷启动（后台不存在该应用进程）。冷启动因为系统会重新创建一个新的进程分配给它，所以会先创建和初始化Application类，再创建和初始化MainActivity类（包括一系列的测量、布局、绘制），最后显示在界面上。
冷启动的流程
当点击app的启动图标时，安卓系统会从Zygote进程中fork创建出一个新的进程分配给该应用，之后会依次创建和初始化Application类、创建MainActivity类、加载主题样式Theme中的windowBackground等属性设置给MainActivity以及配置Activity层级上的一些属性、再inflate布局、当onCreate/onStart/onResume方法都走完了后最后才进行contentView的measure/layout/draw显示在界面上
app热启动： 当应用已经被打开， 但是被按下返回键、Home键等按键时回到桌面或者是其他程序的时候，再重新打开该app时， 这个方式叫做热启动（后台已经存在该应用进程）。热启动因为会从已有的进程中来启动，所以热启动就不会走Application这步了，而是直接走MainActivity（包括一系列的测量、布局、绘制），所以热启动的过程只需要创建和初始化一个MainActivity就行了，而不必创建和初始化Application

Android 中的线程有那些,原理与各自特点

1、AsyncTask原理：内部是Handler和两个线程池实现的，Handler用于将线程切换到主线程，两个线程池一个用于任务的排队，一个用于执行任务，当AsyncTask执行execute方法时会封装出一个FutureTask对象，将这个对象加入队列中，如果此时没有正在执行的任务，就执行它，执行完成之后继续执行队列中下一个任务，执行完成通过Handler将事件发送到主线程。AsyncTask必须在主线程初始化，因为内部的Handler是一个静态对象，在AsyncTask类加载的时候他就已经被初始化了。在Android3.0开始，execute方法串行执行任务的，一个一个来，3.0之前是并行执行的。如果要在3.0上执行并行任务，可以调用executeOnExecutor方法。
2、HandlerThread原理：继承自 Thread，start开启线程后，会在其run方法中会通过Looper 创建消息队列并开启消息循环，这个消息队列运行在子线程中，所以可以将HandlerThread 中的 Looper 实例传递给一个 Handler，从而保证这个 Handler 的 handleMessage 方法运行在子线程中，Android 中使用 HandlerThread的一个场景就是 IntentService。
3、IntentService原理：继承自Service，它的内部封装了 HandlerThread 和Handler，可以执行耗时任务，同时因为它是一个服务，优先级比普通线程高很多，所以更适合执行一些高优先级的后台任务，HandlerThread底层通过Looper消息队列实现的，所以它是顺序的执行每一个任务。可以通过Intent的方式开启IntentService，IntentService通过handler将每一个intent加入HandlerThread子线程中的消息队列，通过looper按顺序一个个的取出并执行，执行完成后自动结束自己，不需要开发者手动关闭。

Android的签名机制？

Android的签名机制包含有消息摘要、数字签名和数字证书
消息摘要：在消息数据上，执行一个单向的 Hash 函数，生成一个固定长度的Hash值
数字签名：一种以电子形式存储消息签名的方法，一个完整的数字签名方案应该由两部分组成：签名算法和验证算法
数字证书：一个经证书授权（Certificate Authentication）中心数字签名的包含公钥拥有者信息以及公钥的文件

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