补:《Android面试题思考与解答》11月刊(四)

简介: 又来更新啦,Android面试题《思考与解答》11月刊奉上。

系统为什么提供Handler


  • 这点大家应该都知道一些,就是为了切换线程,主要就是为了解决在子线程无法访问UI的问题。


那么为什么系统不允许在子线程中访问UI呢?


  • 因为Android的UI控件不是线程安全的,所以采用单线程模型来处理UI操作,通过Handler切换UI访问的线程即可。


那么为什么不给UI控件加锁呢?


  • 因为加锁会让UI访问的逻辑变得复杂,而且会降低UI访问的效率,阻塞线程执行。


Handler是怎么获取到当前线程的Looper的


  • 大家应该都知道Looper是绑定到线程上的,他的作用域就是线程,而且不同线程具有不同的Looper,也就是要从不同的线程取出线程中的Looper对象,这里用到的就是ThreadLocal


假设我们不知道有这个类,如果要完成这样一个需求,从不同的线程获取线程中的Looper,是不是可以采用一个全局对象,比如hashmap,用来存储线程和对应的Looper?所以需要一个管理Looper的类,但是,线程中并不止这一个要存储和获取的数据,还有可能有其他的需求,也是跟线程所绑定的。所以,我们的系统就设计出了ThreadLocal这种工具类。


ThreadLocal的工作流程是这样的:我们从不同的线程可以访问同一个ThreadLocal的get方法,然后ThreadLocal会从各自的线程中取出一个数组,然后再数组中通过ThreadLocal的索引找出对应的value值。具体逻辑呢,我们还是看看代码,分别是ThreadLocal的get方法和set方法:


public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    } 
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }    
  public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }


首先看看set方法,获取到当前线程,然后取出线程中的threadLocals变量,是一个ThreadLocalMap类,然后将当前的ThreadLocal作为key,要设置的值作为value存到这个map中。


get方法就同理了,还是获取到当前线程,然后取出线程中的ThreadLocalMap实例,然后从中取到当前ThreadLocal对应的值。


其实可以看到,操作的对象都是线程中的ThreadLocalMap实例,也就是读写操作都只限制在线程内部,这也就是ThreadLocal故意设计的精妙之处了,他可以在不同的线程进行读写数据而且线程之间互不干扰。


画个图方便理解记忆:


27.png


当MessageQueue 没有消息的时候,在干什么,会占用CPU资源吗。


  • MessageQueue 没有消息时,便阻塞在 loop 的 queue.next() 方法这里。具体就是会调用到nativePollOnce方法里,最终调用到epoll_wait()进行阻塞等待。


这时,主线程会进行休眠状态,也就不会消耗CPU资源。当下个消息到达的时候,就会通过pipe管道写入数据然后唤醒主线程进行工作。


这里涉及到阻塞和唤醒的机制叫做 epoll 机制


先说说文件描述符和I/O多路复用


在Linux操作系统中,可以将一切都看作是文件,而文件描述符简称fd,当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时,内核向进程返回一个文件描述符,可以理解为一个索引值。

I/O多路复用是一种机制,让单个进程可以监视多个文件描述符,一旦某个描述符就绪(一般是读就绪或写就绪),能够通知程序进行相应的读写操作


所以I/O多路复用其实就是一种监听读写的通知机制,而Linux提供的三种 IO 复用方式分别是:select、poll 和 epoll 。而这其中epoll是性能最好的多路I/O就绪通知方法。


所以,这里用到的epoll其实就是一种I/O多路复用方式,用来监控多个文件描述符的I/O事件。通过epoll_wait方法等待I/O事件,如果当前没有可用的事件则阻塞调用线程。


Binder是什么


先借用神书《Android开发艺术探索》中的一段话:


直观的说,Binder是一个类,实现了IBinder接口。
从IPC(Inter-Process Communication,进程间通信)角度来说,Binder是Android中一种跨进程通信方式。
还可以理解为一种虚拟的物理设备,它的设备驱动是/dev/binder。
从Android FrameWork角度来说,Binder是ServiceManager连接各种Manager(ActivityManager,WindowManager等等)和响应ManagerService的桥梁。
从Android应用层来说,Binder是客户端和服务端进行通信的媒介。


挺多概念的是吧,其实就说了一件事,Binder就是用来进程间通信的,是一种IPC方式。后面所有的解释都是Binder实际应用涉及到的内容。


不管是获取其他的系统服务,亦或是服务端和客户端的通信,都是源于Binder的进程间通信能力。


Binder通信过程和原理


首先,还是看一张图,原图也是出自神书中:


26.png


首先要明确的是客户端进程是无法直接操作服务端中的类和方法的,因为不同进程直接是不共享资源的。所以客户端这边操作的只是服务端进程的一个代理对象,也就是一个服务端的类引用,也就是Binder引用。


总体通信流程就是:


  • 客户端通过代理对象向服务器发送请求。
  • 代理对象通过Binder驱动发送到服务器进程
  • 服务器进程处理请求,并通过Binder驱动返回处理结果给代理对象
  • 代理对象将结果返回给客户端。


再看看在我们应用中常常用到的工作模型,上图:


25.png


这就是在应用层面我们常用的工作模型,通过ServiceManager去获取各种系统进程服务。这里的通信过程如下:


  • 服务端跨进程的类都要继承Binder类,所以也就是服务端对应的Binder实体。这个类并不是实际真实的远程Binder对象,而是一个Binder引用(即服务端的类引用),会在Binder驱动里还要做一次映射。
  • 客户端要调用远程对象函数时,只需把数据写入到Parcel,在调用所持有的Binder引用的transact()函数
  • transact函数执行过程中会把参数、标识符(标记远程对象及其函数)等数据放入到Client的共享内存,Binder驱动从Client的共享内存中读取数据,根据这些数据找到对应的远程进程的共享内存。
  • 然后把数据拷贝到远程进程的共享内存中,并通知远程进程执行onTransact()函数,这个函数也是属于Binder类。
  • 远程进程Binder对象执行完成后,将得到的写入自己的共享内存中,Binder驱动再将远程进程的共享内存数据拷贝到客户端的共享内存,并唤醒客户端线程。


所以通信过程中比较重要的就是这个服务端的Binder引用,通过它来找到服务端并与之完成通信。


看到这里可能有的人疑惑了,图中线程池怎么没用到啊?


  • 可以从第一张图中看出,Binder线程池位于服务端,它的主要作用就是将每个业务模块的Binder请求统一转发到远程Servie中去执行,从而避免了重复创建Service的过程。也就是服务端只有一个,但是可以处理多个不同客户端的Binder请求。


在Android中的应用


Binder在Android中的应用除了刚才的ServiceManager,你还想到了什么呢?


  • 系统服务是用过getSystemService获取的服务,内部也就是通过ServiceManager。例如四大组件的启动调度等工作,就是通过Binder机制传递给ActivityManagerService,再反馈给Zygote。而我们自己平时应用中获取服务也是通过getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE)代码获取。
  • AIDL(Android Interface definition language)。例如我们定义一个IServer.aidl文件,aidl工具会自动生成一个IServer.java的java接口类(包含Stub,Proxy等内部类)。
  • 前台进程通过bindService绑定后台服务进程时,onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service)传回IBinder对象,并且可以通过IServer.Stub.asInterface(service)获取IServer的内部类Proxy的对象,其实现了IServer接口。


Binder优势


在Linux中,进程通信的方式肯定不止Binder这一种,还有以下这些:


管道(Pipe)
信号(Signal)
消息队列(Message)
共享内存(Share Memory)
套接字(Socket)
Binder


Binder在这之后主要有以下优点:


  • 性能高,效率高:传统的IPC(套接字、管道、消息队列)需要拷贝两次内存、Binder只需要拷贝一次内存、共享内存不需要拷贝内存。
  • 安全性好:接收方可以从数据包中获取发送发的进程Id和用户Id,方便验证发送方的身份,其他IPC想要实验只能够主动存入,但是这有可能在发送的过程中被修改。


熟悉Zygote的朋友可能知道,在fork()进程的时候,也就是向Zygote进程发出创建进程的消息的时候,用到的进程间通信方式就不是Binder了,而换成了Socket,这主要是因为fork不允许存在多线程,Binder通讯偏偏就是多线程。


所以具体的情况还是要去具体选择合适的IPC方式。


讲一下RecyclerView的缓存机制,滑动10个,再滑回去,会有几个执行onBindView。缓存的是什么?cachedView会执行onBindView吗?

RecyclerView预取机制


这两个问题都是关于缓存的,我就一起说了。


1)首先说下RecycleView的缓存结构:


Recycleview有四级缓存,分别是mAttachedScrap(屏幕内),mCacheViews(屏幕外),mViewCacheExtension(自定义缓存),mRecyclerPool(缓存池)


  • mAttachedScrap(屏幕内),用于屏幕内itemview快速重用,不需要重新createView和bindView
  • mCacheViews(屏幕外),保存最近移出屏幕的ViewHolder,包含数据和position信息,复用时必须是相同位置的ViewHolder才能复用,应用场景在那些需要来回滑动的列表中,当往回滑动时,能直接复用ViewHolder数据,不需要重新bindView。
  • mViewCacheExtension(自定义缓存),不直接使用,需要用户自定义实现,默认不实现。
  • mRecyclerPool(缓存池),当cacheView满了后或者adapter被更换,将cacheView中移出的ViewHolder放到Pool中,放之前会把ViewHolder数据清除掉,所以复用时需要重新bindView。


2)四级缓存按照顺序需要依次读取。所以完整缓存流程是:


  1. 保存缓存流程:


  • 插入或是删除itemView时,先把屏幕内的ViewHolder保存至AttachedScrap
  • 滑动屏幕的时候,先消失的itemview会保存到CacheView,CacheView大小默认是2,超过数量的话按照先入先出原则,移出头部的itemview保存到RecyclerPool缓存池(如果有自定义缓存就会保存到自定义缓存里),RecyclerPool缓存池会按照itemview的itemtype进行保存,每个itemType缓存个数为5个,超过就会被回收。


  1. 获取缓存流程:


  • AttachedScrap中获取,通过pos匹配holder——>获取失败,从CacheView中获取,也是通过pos获取holder缓存 ——>获取失败,从自定义缓存中获取缓存——>获取失败,从mRecyclerPool中获取 ——>获取失败,重新创建viewholder——createViewHolder并bindview。


3)了解了缓存结构和缓存流程,我们再来看看具体的问题 滑动10个,再滑回去,会有几个执行onBindView?


  • 由之前的缓存结构可知,需要重新执行onBindView的只有一种缓存区,就是缓存池mRecyclerPool


所以我们假设从加载RecyclView开始盘的话(页面假设可以容纳7条数据):


  • 首先,7条数据会依次调用onCreateViewHolderonBindViewHolder
  • 往下滑一条(position=7),那么会把position=0的数据放到mCacheViews中。此时mCacheViews缓存区数量为1,mRecyclerPool数量为0。然后新出现的position=7的数据通过postion在mCacheViews中找不到对应的ViewHolder,通过itemtype也在mRecyclerPool中找不到对应的数据,所以会调用onCreateViewHolderonBindViewHolder方法。
  • 再往下滑一条数据(position=8),如上。
  • 再往下滑一条数据(position=9),position=2的数据会放到mCacheViews中,但是由于mCacheViews缓存区默认容量为2,所以position=0的数据会被清空数据然后放到mRecyclerPool缓存池中。而新出现的position=9数据由于在mRecyclerPool中还是找不到相应type的ViewHolder,所以还是会走onCreateViewHolderonBindViewHolder方法。所以此时mCacheViews缓存区数量为2,mRecyclerPool数量为1。
  • 再往下滑一条数据(position=10),这时候由于可以在mRecyclerPool中找到相同viewtype的ViewHolder了。所以就直接复用了,并调用onBindViewHolder方法绑定数据。
  • 后面依次类推,刚消失的两条数据会被放到mCacheViews中,再出现的时候是不会调用onBindViewHolder方法,而复用的第三条数据是从mRecyclerPool中取得,就会调用onBindViewHolder方法了。


4)所以这个问题就得出结论了(假设mCacheViews容量为默认值2):


  • 如果一开始滑动的是新数据,那么滑动10个,就会走10个bindview方法。然后滑回去,会走10-2个bindview方法。一共18次调用。
  • 如果一开始滑动的是老数据,那么滑动10-2个,就会走8个bindview方法。然后滑回去,会走10-2个bindview方法。一共16次调用。


但是但是,实际情况又有点不一样。因为Recycleview在v25版本引入了一个新的机制,预取机制


预取机制,就是在滑动过程中,会把将要展示的一个元素提前缓存到mCachedViews中,所以滑动10个元素的时候,第11个元素也会被创建,也就多走了一次bindview方法。但是滑回去的时候不影响,因为就算提前取了一个缓存数据,只是把bindview方法提前了,并不影响总的绑定item数量。


所以滑动的是新数据的情况下就会多一次调用bindview方法。


5)总结,问题怎么答呢?


  • 四级缓存和流程说一下。
  • 滑动10个,再滑回去,bindview可以是19次调用,可以是16次调用。
  • 缓存的其实就是缓存item的view,在Recycleview中就是viewholder
  • cachedView就是mCacheViews缓存区中的view,是不需要重新绑定数据的。


如何实现RecyclerView的局部更新,用过payload吗,notifyItemChange方法中的参数?


关于RecycleView的数据更新,主要有以下几个方法:


  • notifyDataSetChanged(),刷新全部可见的item。*notifyItemChanged(int),刷新指定item。
  • notifyItemRangeChanged(int,int),从指定位置开始刷新指定个item。
  • notifyItemInserted(int)、notifyItemMoved(int)、notifyItemRemoved(int)。插入、移动一个并自动刷新。
  • notifyItemChanged(int, Object),局部刷新。


可以看到,关于view的局部刷新就是notifyItemChanged(int, Object)方法,下面具体说说:


notifyItemChange有两个构造方法:


  • notifyItemChanged(int position, @Nullable Object payload)
  • notifyItemChanged(int position)


其中payload参数可以认为是你要刷新的一个标示,比如我有时候只想刷新itemView中的textview,有时候只想刷新imageview?又或者我只想某一个view的文字颜色进行高亮设置?那么我就可以通过payload参数来标示这个特殊的需求了。


具体怎么做呢?比如我调用了notifyItemChanged(14,"changeColor"),那么在onBindViewHolder回调方法中做下判断即可:


@Override
    public void onBindViewHolder(ViewHolderholder, int position, List<Object> payloads) {
        if (payloads.isEmpty()) {
            // payloads为空,说明是更新整个ViewHolder
            onBindViewHolder(holder, position);
        } else {
            // payloads不为空,这只更新需要更新的View即可。
            String payload = payloads.get(0).toString();
            if ("changeColor".equals(payload)) {
                holder.textView.setTextColor("");
            }
        }
    }


RecyclerView嵌套RecyclerView滑动冲突,NestScrollView嵌套RecyclerView。


1)RecyclerView嵌套RecyclerView的情况下,如果两者都要上下滑动,那么就会引起滑动冲突。默认情况下外层的RecycleView可滑,内层不可滑。


之前说过解决滑动冲突的办法有两种:内部拦截法和外部拦截法。这里我提供一种内部拦截法,还有一些其他的办法大家可以自己思考下。


holder.recyclerView.setOnTouchListener { v, event ->
            when(event.action){
                //当按下操作的时候,就通知父view不要拦截,拿起操作就设置可以拦截,正常走父view的滑动。
                MotionEvent.ACTION_DOWN,MotionEvent.ACTION_MOVE -> v.parent.requestDisallowInterceptTouchEvent(true)
                MotionEvent.ACTION_UP -> v.parent.requestDisallowInterceptTouchEvent(false)
            }
            false}


2)关于ScrclerView的滑动冲突还是同样的解决办法,就是进行事件拦截。还有一个办法就是用Nestedscrollview代替ScrollViewNestedscrollview是官方为了解决滑动冲突问题而设计的新的View。它的定义就是支持嵌套滑动的ScrollView。


所以直接替换成Nestedscrollview就能保证两者都能正常滑动了。但是要注意设置RecyclerView.setNestedScrollingEnabled(false)这个方法,用来取消RecyclerView本身的滑动效果。


这是因为RecyclerView默认是setNestedScrollingEnabled(true),这个方法的含义是支持嵌套滚动的。也就是说当它嵌套在NestedScrollView中时,默认会随着NestedScrollView滚动而滚动,放弃了自己的滚动。所以给我们的感觉就是滞留、卡顿。所以我们将它设置为false就解决了卡顿问题,让他正常的滑动,不受外部影响。


参考


https://www.jianshu.com/p/1dab927b2f36https://juejin.im/post/6844903748574117901https://juejin.im/post/6844903729414537223https://blog.csdn.net/quwei3930921/article/details/85336552https://www.jianshu.com/p/aac6fcfae1e8https://mp.weixin.qq.com/s/wy9V4wXUoEFZ6ekzuLJySQhttps://www.cnblogs.com/hustcser/p/10228843.html

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