补:《Android面试题思考与解答》11月刊(二)

简介: 又来更新啦,Android面试题《思考与解答》11月刊奉上。

ViewModel怎么实现自动处理生命周期?为什么在旋转屏幕后不会丢失状态?为什么ViewModel可以跟随Activity/Fragment的生命周期而又不会造成内存泄漏呢?


这三个问题很类似,都是关于生命周期的问题,其实也就是问为什么ViewModel能管理生命周期,并且不会因为重建等情况造成影响。


  • ViewModel2.0之前


利用一个无view 的HolderFragment来维持它的生命周期,我们知道ViewModel实例是存储到一个ViewModelStore容器里的,那么这个空的fragment就可以用来管理这个容器,只要Activity处于活动状态,HolderFragment也就不会被销毁,就保证了ViewModel的生命周期。


而且设置setRetainInstance(true)方法可以保证configchange时的生命周期不被改变,让这个Fragment在Activity重建时存活下来。总结来说就是用一个空的fragment来管理维护ViewModelStore,然后对应的activity销毁的时候就去把viewmodel的映射删除。就让ViewModel的生命周期保持和Activity一样了。这也是很多三方库用到的巧妙方法,比如Glide,也是建立空的Fragment来管理。


  • 2.0之后,有了androidx支持


其实是用到了Activity的一个子类ComponentActivity,然后重写了onRetainNonConfigurationInstance()方法保存ViewModelStore,并在需要的时候,也就是重建的Activity中去通过getLastNonConfigurationInstance()方法获取到ViewModelStore实例。这样也就保证了ViewModelStore中的ViewModel不会随Activity的重建而改变。


同时由于实现了LifecycleOwner接口,所以能利用Lifecycles组件组件感知每个页面的生命周期,就可以通过它来订阅当Activity销毁时,且不是因为配置导致的destory情况下,去清除ViewModel,也就是调用ViewModelStore的clear方法。


getLifecycle().addObserver(new LifecycleEventObserver() {
        @Override
        public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source,
                @NonNull Lifecycle.Event event) {
            if (event == Lifecycle.Event.ON_DESTROY) {
                // 判断是否因为配置更改导致的destroy
                if (!isChangingConfigurations()) {
                    getViewModelStore().clear();
                }
            }
        }
    });


这里的onRetainNonConfigurationInstance方法再说下,是会在Activity因为配置改变而被销毁时被调用,跟onSaveInstanceState方法调用时机比较相像,不同的是onSaveInstanceState保存的是Bundle,Bundle是有类型限制和大小限制的,而且需要在主线程进行序列号。而onRetainNonConfigurationInstance方法都没有限制,所以更倾向于用它。


所以,到这里,第三个问题应该也可以回答了,2.0之前呢,都是通过他们创建了一个空的fragment,然后跟随这个fragment的生命周期。2.0之后呢,是因为不管是Activity或者Fragment,都实现了LifecycleOwner接口,所以ViewModel是可以通过Lifecycles感知到他们的生命周期,从而进行实例管理的。


ViewModelScope了解吗


这里主要就是考ViewModel和其他一些组件的关系了。关于协程,之前也专门说过一篇,主要用作线程切换。如果在多个协程中,需要停止某些任务,就必须对这些协程进行管理,一般是加入一个CoroutineScope,如果需要取消协程,就可以去取消这个CoroutineScope,他所跟踪的所有协程都会被取消。


GlobalScope.launch {
    longRunningFunction()
    anotherLongRunningFunction()
}


但是这种全局使用方法,是不被推荐使用的,如果要限定作用域的时候,一般推荐viewModelScope。


viewModelScope 是一个 ViewModel 的 Kotlin 扩展属性。它能在ViewModel销毁时 (onCleared() 方法调用时) 退出。所以只要使用了 ViewModel,就可以使用 viewModelScope在 ViewModel 中启动各种协程,而不用担心任务泄漏。


class MyViewModel() : ViewModel() {
    fun initialize() {
        viewModelScope.launch {
            processBitmap()
        }
    }
    suspend fun processBitmap() = withContext(Dispatchers.Default) {
        // 在这里做耗时操作
    }
}


LiveData 是什么?


LiveData 是一种可观察的数据存储器类。与常规的可观察类不同,LiveData 具有生命周期感知能力,意指它遵循其他应用组件(如 Activity、Fragment 或 Service)的生命周期。这种感知能力可确保 LiveData 仅更新处于活跃生命周期状态的应用组件观察者。


官方介绍如下,其实说的比较清楚了,主要作用在两点:


  • 数据存储器类。也就是一个用来存储数据的类。
  • 可观察。这个数据存储类是可以观察的,也就是比一般的数据存储类多了这么一个功能,对于数据的变动能进行响应。


主要思想就是用到了观察者模式思想,让观察者和被观察者解耦,同时还能感知到数据的变化,所以一般被用到ViewModel中,ViewModel负责触发数据的更新,更新会通知到LiveData,然后LiveData再通知活跃状态的观察者。


var liveData = MutableLiveData<String>()
        liveData.observe(this, object : Observer<String> {
            override fun onChanged(t: String?) {
            }
        })
        liveData.setVaile("xixi")
        //子线程调用
        liveData.postValue("test")


LiveData 为什么被设计出来,解决了什么问题?


LiveData作为一种观察者模式设计思想,常常被和Rxjava一起比较,观察者模式的最大好处就是事件发射的上游 和 接收事件的下游 互不干涉,大幅降低了互相持有的依赖关系所带来的强耦合性


其次,LiveData还能无缝衔接到MVVM架构中,主要体现在其可以感知到Activity等生命周期,这样就带来了很多好处:


  • 不会发生内存泄漏 观察者会绑定到 Lifecycle对象,并在其关联的生命周期遭到销毁后进行自我清理。
  • 不会因 Activity 停止而导致崩溃 如果观察者的生命周期处于非活跃状态(如返回栈中的 Activity),则它不会接收任何 LiveData 事件。
  • 自动判断生命周期并回调方法 如果观察者的生命周期处于 STARTEDRESUMED状态,则 LiveData 会认为该观察者处于活跃状态,就会调用onActive方法,否则,如果 LiveData 对象没有任何活跃观察者时,会调用 onInactive()方法。


说说LiveData原理。


说到原理,其实就是两个方法:


  • 订阅方法,也就是observe方法。通过该方法把订阅者和被观察者关联起来,形成观察者模式。


简单看看源码:


@MainThread
    public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {
        assertMainThread("observe");
        //...
        LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
        ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
        if (existing != null && !existing.isAttachedTo(owner)) {
            throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"
                    + " with different lifecycles");
        }
        if (existing != null) {
            return;
        }
        owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
    }
      public V putIfAbsent(@NonNull K key, @NonNull V v) {
        Entry<K, V> entry = get(key);
        if (entry != null) {
            return entry.mValue;
        }
        put(key, v);
        return null;
    }

这里putIfAbsent方法是讲生命周期相关的wrapper和观察者observer作为key和value存到了mObservers中。


  • 回调方法,也就是onChanged方法。通过改变存储值,来通知到观察者也就是调用onChanged方法。从改变存储值方法setValue看起:


@MainThread
protected void setValue(T value) {
    assertMainThread("setValue");
    mVersion++;
    mData = value;
    dispatchingValue(null);
}
private void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {
    //...
    do {
        mDispatchInvalidated = false;
        if (initiator != null) {
            considerNotify(initiator);
            initiator = null;
        } else {
            for (Iterator<Map.Entry<Observer<T>, ObserverWrapper>> iterator =
                    mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {
                considerNotify(iterator.next().getValue());
                if (mDispatchInvalidated) {
                    break;
                }
            }
        }
    } while (mDispatchInvalidated);
    mDispatchingValue = false;
}
private void considerNotify(ObserverWrapper observer) {
    if (!observer.mActive) {
        return;
    }
    // Check latest state b4 dispatch. Maybe it changed state but we didn't get the event yet.
    //
    // we still first check observer.active to keep it as the entrance for events. So even if
    // the observer moved to an active state, if we've not received that event, we better not
    // notify for a more predictable notification order.
    if (!observer.shouldBeActive()) {
        observer.activeStateChanged(false);
        return;
    }
    if (observer.mLastVersion >= mVersion) {
        return;
    }
    observer.mLastVersion = mVersion;
    //noinspection unchecked
    observer.mObserver.onChanged((T) mData);
}


这一套下来逻辑还是比较简单的,遍历刚才的map——mObservers,然后找到观察者observer,如果观察者不在活跃状态(活跃状态,也就是可见状态,处于 STARTED 或 RESUMED状态),则直接返回,不去通知。否则正常通知到观察者的onChanged方法。


当然,如果想任何时候都能监听到,都能获取回调,调用observeForever方法即可。


依赖注入是啥?为什么需要她?


简单的说,依赖注入就是内部的类在外部实例化了。也就是不需要自己去做实例化工作了,而是交给外部容器来完成,最后注入到调用者这边,形成依赖注入。


举个例子:Activity中有一个user类,正常情况下要使用这个user肯定是需要实例化它,不然他是个空值,但是用了依赖注入后,就不需要在Activity内部再去实例化,就可以直接使用它了。


@AndroidEntryPoint
class MainActivity : BaseActivity() {
    @Inject
    lateinit var user: User
}


这个user就可以直接使用了,是不是有点神奇,都不需要手动依赖了,当然代码没写完,后面再去完善。只是表达了这么一个意思,也就是依赖注入的含义。


那么这种由外部容器来实例化对象的方式到底有什么好处呢?最大的好处就是减少了手动依赖,对类进行了解耦。具体主要有以下几点:


  • 依赖注入库会自动释放不再使用的对象,减少资源的过度使用。
  • 在配置 scopes范围内,可重用依赖项和创建的实例,提高代码的可重用性,减少了很多模板代码。
  • 代码变得更具可读性。
  • 易于构建对象。
  • 编写低耦合代码,更容易测试。


Hilt是啥,怎么用?


很明显,Hilt就是一个依赖注入库,一个封装了Dagger,在Dagger的基础上进行构建的一个依赖注入库。Dagger我们都知道是一个早期的依赖注入库,但确实不好用,需要配置很多东西,那么Hilt简单到哪了呢?我们继续完善上面的例子:


@HiltAndroidApp
public class MainApplication extends Application {
}
@AndroidEntryPoint
class HiltActivitiy : AppCompatActivity() {
    @Inject
    lateinit var user: UserData
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        showToast(user.name)
    }
}
data class UserData(var name: String) {
    @Inject
    constructor() : this("bob")
}


说下几个注释的含义:


  • @HiltAndroidApp。所有使用Hilt的App必须包含一个使用 @HiltAndroidApp 注解的 Application,相当于Hilt的初始化,会触发Hilt代码的生成。
  • @AndroidEntryPoint。用于提供类的依赖,也就是代表这个类会用到注入的实例。
  • @Inject。这个注解是用来告诉 Hilt 如何提供该类的实例,它常用于构造函数、非私有字段、方法中。


Hilt支持哪些类的依赖注入。


1) 如果是 Hilt 支持的 Android组件,直接使用 @AndroidEntryPoint注解即可。比如Activity,Fragment,Service等等。


  • 如果是ComponentActivity的子类Activity,那么直接使用@AndroidEntryPoint就可以了,比如上面的例子。
  • 如果是其他的Android类,必须在它依赖的Android类添加同样的注解,例如在 Fragment 中添加@AndroidEntryPoint注解,必须在Fragment依赖的Activity上也添加@AndroidEntryPoint注解。


2)如果是需要注入第三方的依赖,可以使用@Module注解,使用 @Module注解的普通类,在其中创建第三方依赖的对象。比如获取okhttp的实例


@Module
@InstallIn(ApplicationComponent::class)
object NetworkModule {
    /**
     * @Provides 
     * @Singleton 提供单例
     */
    @Provides
    @Singleton
    fun provideOkHttpClient(): OkHttpClient {
        return OkHttpClient.Builder()
            .build()
    }
}


这里又有几个新的注解了:


  • @Module。用于创建依赖类的对象
  • @InstallIn。使用 @Module 注入的类,需要使用 @InstallIn 注解指定 module 的范围,例如使用 @InstallIn(ActivityComponent::class) 注解的 module 会绑定到 activity 的生命周期上。
  • @Provides。用于被 @Module注解标记类的内部的方法,并提供依赖项对象。
  • @Singleton。提供单例


3)为ViewModel提供的专门的注解


@ViewModelInject,在Viewmodel对象的构造函数中使用 @ViewModelInject 注解可以提供一个 ViewModel。


class HiltViewModel @ViewModelInject constructor() : ViewModel() {}
private val mHitViewModule: HiltViewModel by viewModels()


说说DNS,以及存在的问题


之前看过我说的网络问题应该知道DNS用来做域名解析工作的,当输入一个域名后,需要把域名转化为IP地址,这个转换过程就是DNS解析


但是传统的DSN解析会有一些问题,比如:


  • 域名缓存问题本地做一个缓存,直接返回缓存数据。可能会导致全局负载均衡失败,因为上次进行的缓存,不一定是这次离客户最近的地方,可能会绕远路。
  • 域名转发问题如果是A运营商将解析的请求转发给B运营商,B去权威DNS服务器查询的话,权威服务器会认为你是B运营商的,就返回了B运营商的网站地址,结果每次都会跨运营商。
  • 出口NAT问题做了网络地址转化后,权威的DNS服务器,没法通过地址来判断客户到底是哪个运营商,极有可能误判运营商,导致跨运营商访问。
  • 域名更新问题本地DNS服务器是由不同地区,不同运营商独立部署的,对域名解析缓存的处理上,有区别,有的会偷懒忽略解析结果TTL的时间限制,导致服务器没有更新新的ip而是指向旧的ip。
  • 解析延迟DNS的查询过程需要递归遍历多个DNS服务器,才能获得最终结果。可能会带来一定的延时。
  • 域名劫持DNS域名解析服务器有可能会被劫持,或者被伪造,那么正常的访问就会被解析到错误的地址。
  • 不可靠由于DNS解析是运行在UDP协议之上的,而UDP我之前也说过是一种不可靠的协议,他的优势在于实时性,但是有丢包的可能。


这些问题不仅会让访问速度变慢,还有可能会导致访问异常,访问页面被替换等等。


怎么优化DNS解析


  • 安全优化


总之DNS还是会有各种问题吧,怎么解决呢?就是用HTTPDNS


HTTPDNS是一个新概念,他会绕过传统的运营商DNS服务器,不走传统的DNS解析。而是换成HTTP协议,直接通过HTTP协议进行请求某个DNS服务器集群,获取地址。


  • 由于绕过了运营商,所以可以避免域名被劫持。
  • 它是基于访问的来源ip,所以能获得更准确的解析结果
  • 会有预解析解析缓存等功能,所以解析延迟也很小


所以首先的优化,针对安全方面,就是要替换成HTTPDNS解析方式,就要借用阿里云和腾讯云等服务,但是这些服务可不是免费的,有没有免费的呢?有的,七牛云的 happy-dns。添加依赖库,然后去实现okhttp的DNS接口即可,简单写个例子:


//导入库
    implementation 'com.qiniu:happy-dns:0.2.13'
    implementation 'com.qiniu.pili:pili-android-qos:0.8'
//实现DNS接口
public class HttpDns implements Dns {
    private DnsManager dnsManager;
    public HttpDns() {
        IResolver[] resolvers = new IResolver[1];
        try {
            resolvers[0] = new Resolver(InetAddress.getByName("119.29.29.29"));
            dnsManager = new DnsManager(NetworkInfo.normal, resolvers);
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    @Override
    public List<InetAddress> lookup(String hostname) throws UnknownHostException {
        if (dnsManager == null)  //当构造失败时使用默认解析方式
            return Dns.SYSTEM.lookup(hostname);
        try {
            String[] ips = dnsManager.query(hostname);  //获取HttpDNS解析结果
            if (ips == null || ips.length == 0) {
                return Dns.SYSTEM.lookup(hostname);
            }
            List<InetAddress> result = new ArrayList<>();
            for (String ip : ips) {  //将ip地址数组转换成所需要的对象列表
                result.addAll(Arrays.asList(InetAddress.getAllByName(ip)));
            }
            //在返回result之前,我们可以添加一些其他自己知道的IP
            return result;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //当有异常发生时,使用默认解析
        return Dns.SYSTEM.lookup(hostname);
    }
}
//替换okhttp的dns解析
OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient.Builder().dns(new HttpDns()).build();


  • 速度优化


如果在测试环境,其实我们可以直接配置ip白名单,然后跳过DNS解析流程,直接获取ip地址。比如:


private static class TestDNS implements Dns{
        @Override
        public List<InetAddress> lookup(@NotNull String hostname) throws UnknownHostException {
            if ("www.test.com".equalsIgnoreCase(hostname)){
                InetAddress byAddress=InetAddress.getByAddress(hostname,new byte[]{(byte)192,(byte)168,1,1});
                return Collections.singletonList(byAddress);
            }else {
                return Dns.SYSTEM.lookup(hostname);
            }
        }
    }


DNS解析超时怎么办


当我们在用OKHttp做网络请求时,如果网络设备切换路由,访问网络出现长时间无响应,很久之后会抛出 UnknownHostException。虽然我们在OkHttp中设置了connectTimeout超时时间,但是它其实对DNS的解析是不起作用的。


这种情况我们就需要在自定义的Dns类中做超时判断:


public class TimeDns implements Dns {
    private long timeout;
    public TimeDns(long timeout) {
        this.timeout = timeout;
    }
    @Override
    public List<InetAddress> lookup(final String hostname) throws UnknownHostException {
        if (hostname == null) {
            throw new UnknownHostException("hostname == null");
        } else {
            try {
                FutureTask<List<InetAddress>> task = new FutureTask<>(
                        new Callable<List<InetAddress>>() {
                            @Override
                            public List<InetAddress> call() throws Exception {
                                return Arrays.asList(InetAddress.getAllByName(hostname));
                            }
                        });
                new Thread(task).start();
                return task.get(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
            } catch (Exception var4) {
                UnknownHostException unknownHostException =
                        new UnknownHostException("Broken system behaviour for dns lookup of " + hostname);
                unknownHostException.initCause(var4);
                throw unknownHostException;
            }
        }
    }
}
//替换okhttp的dns解析
OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient.Builder().dns(new TimeDns(5000)).build();


注解是什么?有哪些元注解


注解,在我看来它是一种信息描述,不影响代码执行,但是可以用来配置一些代码或者功能。


常见的注解比如@Override,代表重写方法,看看它是怎么生成的:


@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}


可以看到Override被@interface所修饰,代表注解,同时上方还有两个注解@Target和@Retention,这种修饰注解的注解叫做元注解,很好理解吧,就是最基本的注解呗。java中一共有四个元注解:


  • @Target:表示注解对象的作用范围。
  • @Retention:表示注解保留的生命周期
  • @Inherited:表示注解类型能被类自动继承。
  • @Documented:表示含有该注解类型的元素(带有注释的)会通过javadoc或类似工具进行文档化。
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