開頭

最近有粉絲反應，不想做安卓了，有朋友轉到前端了，安卓不行了，問我怎么辦？

自從RN，Weex這種跨平臺編程語言出來以后，安卓將死的言論總是不絕于耳。隨著頗有摧枯拉朽之勢Flutter的出現，加之近幾年的裁員潮，使這種論調好像更加可信。

恍惚間會讓人想到2010年，安卓初興，一切還是桌面應用開發的天下，當時的語言還集中中JAVA、HTML、MFC、.NET、C#，各個語言為了爭奪桌面應用開發第一位，也是拼得你死我活。當時的安卓系統還是方興未艾，誰也不知道，它會引領著另一個時代。

幾年過去了，桌面開發已經基本死了，現在輪到Android開發了？

目錄：

1.網絡
2.Java 基礎&容器&同步&設計模式
3.Java 虛擬機&內存結構&GC&類加載&四種引用&動態代理
4.Android 基礎&性能優化&Framwork
5.Android 模塊化&熱修復&熱更新&打包&混淆&壓縮
6.音視頻&FFmpeg&播放器

1、網絡

網絡協議模型

應用層：負責處理特定的應用程序細節
HTTP、FTP、DNS

傳輸層：為兩臺主機提供端到端的基礎通信
TCP、UDP

網絡層：控制分組傳輸、路由選擇等
IP

鏈路層：操作系統設備驅動程序、網卡相關接口

TCP 和 UDP 區別

TCP 連接；可靠；有序；面向字節流；速度慢；較重量；全雙工；適用于文件傳輸、瀏覽器等

• 全雙工：A 給 B 發消息的同時，B 也能給 A 發
• 半雙工：A 給 B 發消息的同時，B 不能給 A 發

UDP 無連接；不可靠；無序；面向報文；速度快；輕量；適用于即時通訊、視頻通話等

TCP 三次握手

A：你能聽到嗎？
B：我能聽到，你能聽到嗎？
A：我能聽到，開始吧

A 和 B 兩方都要能確保：我說的話，你能聽到；你說的話，我能聽到。所以需要三次握手

TCP 四次揮手

A：我說完了
B：我知道了，等一下，我可能還沒說完
B：我也說完了
A：我知道了，結束吧

B 收到 A 結束的消息后 B 可能還沒說完，沒法立即回復結束標示，只能等說完后再告訴 A ：我說完了。

POST 和 GET 區別

Get 參數放在 url 中；Post 參數放在 request Body 中
Get 可能不安全，因為參數放在 url 中

HTTPS

HTTP 是超文本傳輸協議，明文傳輸；HTTPS 使用 SSL 協議對 HTTP 傳輸數據進行了加密

HTTP 默認 80 端口；HTTPS 默認 443 端口

優點：安全
缺點：費時、SSL 證書收費，加密能力還是有限的，但是比 HTTP 強多了

2、Java 基礎&容器&同步&設計模式

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

• StringBuffer 線程安全，StringBuilder 線程不安全
• +實際上是用 StringBuilder 來實現的，所以非循環體可以直接用 +，循環體不行，因為會頻繁創建 StringBuilder
• String.concat 實質是 new String ，效率也低，耗時排序：StringBuilder < StringBuffer < concat < +

Java 泛型擦除

• 修飾成員變量等類結構相關的泛型不會被擦除
• 容器類泛型會被擦除

ArrayList、LinkedList

ArrayList

基于數組實現，查找快：o(1)，增刪慢：o(n)
初始容量為10，擴容通過 System.arrayCopy 方法

LinkedList

基于雙向鏈表實現，查找慢：o(n)，增刪快：o(1)
封裝了隊列和棧的調用

HashMap 、HashTable

HashMap

• 基于數組和鏈表實現，數組是 HashMap 的主體；鏈表是為解決哈希沖突而存在的
• 當發生哈希沖突且鏈表 size 大于閾值時會擴容，JAVA 8 會將鏈表轉為紅黑樹提高性能
  允許 key/value 為 null

HashTable

• 數據結構和 HashMap 一樣
• 不允許 value 為 null
• 線程安全

ArrayMap、SparseArray

ArrayMap

1.基于兩個數組實現，一個存放 hash；一個存放鍵值對。擴容的時候只需要數組拷貝，不需要重建哈希表
2.內存利用率高
3.不適合存大量數據，因為會對 key 進行二分法查找（1000以下）

SparseArray

1.基于兩個數組實現，int 做 key
2.內存利用率高
3.不適合存大量數據，因為會對 key 進行二分法查找（1000以下）

volatile 關鍵字

• 只能用來修飾變量，適用修飾可能被多線程同時訪問的變量
• 相當于輕量級的 synchronized，volatitle 能保證有序性（禁用指令重排序）、可見性；后者還能保證原子性
• 變量位于主內存中，每個線程還有自己的工作內存，變量在自己線程的工作內存中有份拷貝，線程直接操作的是這個拷貝
• 被 volatile 修飾的變量改變后會立即同步到主內存，保持變量的可見性。

雙重檢查單例，為什么要加 volatile？

1.volatile想要解決的問題是，在另一個線程中想要使用instance，發現instance!=null，但是實際上instance還未初始化完畢這個問題

2.將instance =newInstance();拆分為3句話是。1.分配內存2.初始化3.將instance指向分配的內存空

3.volatile可以禁止指令重排序，確保先執行2，后執行3

wait 和 sleep

• sleep 是 Thread 的靜態方法，可以在任何地方調用
• wait 是 Object 的成員方法，只能在 synchronized 代碼塊中調用，否則會報 IllegalMonitorStateException 非法監控狀態異常
• sleep 不會釋放共享資源鎖，wait 會釋放共享資源鎖

lock 和 synchronized

• synchronized 是 Java 關鍵字，內置特性；Lock 是一個接口
• synchronized 會自動釋放鎖；lock 需要手動釋放，所以需要寫到 try catch 塊中并在 finally 中釋放鎖
• synchronized 無法中斷等待鎖；lock 可以中斷
• Lock 可以提高多個線程進行讀/寫操作的效率
• 競爭資源激烈時，lock 的性能會明顯的優于 synchronized

可重入鎖

• 定義：已經獲取到鎖后，再次調用同步代碼塊/嘗試獲取鎖時不必重新去申請鎖，可以直接執行相關代碼
• ReentrantLock 和 synchronized 都是可重入鎖

公平鎖

• 定義：等待時間最久的線程會優先獲得鎖
• 非公平鎖無法保證哪個線程獲取到鎖，synchronized 就是非公平鎖
• ReentrantLock 默認時非公平鎖，可以設置為公平鎖

樂觀鎖和悲觀鎖

• 悲觀鎖：線程一旦得到鎖，其他線程就掛起等待，適用于寫入操作頻繁的場景；synchronized 就是悲觀鎖
• 樂觀鎖：假設沒有沖突，不加鎖，更新數據時判斷該數據是否過期，過期的話則不進行數據更新，適用于讀取操作頻繁的場景
• 樂觀鎖 CAS：Compare And Swap，更新數據時先比較原值是否相等，不相等則表示數據過去，不進行數據更新
• 樂觀鎖實現：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean

死鎖 4 個必要條件

• 互斥
• 占有且等待
• 不可搶占
• 循環等待

synchronized 原理

• 每個對象都有一個監視器鎖：monitor，同步代碼塊會執行 monitorenter 開始，motnitorexit 結束
• wait/notify 就依賴 monitor 監視器，所以在非同步代碼塊中執行會報 IllegalMonitorStateException 異常

3、Java 虛擬機&內存結構&GC&類加載&四種引用&動態代理

JVM

• 定義：可以理解成一個虛構的計算機，解釋自己的字節碼指令集映射到本地 CPU 或 OS 的指令集，上層只需關注 Class 文件，與操作系統無關，實現跨平臺
• Kotlin 就是能解釋成 Class 文件，所以可以跑在 JVM 上

JVM 內存模型

• Java 多線程之間是通過共享內存來通信的，每個線程都有自己的本地內存
• 共享變量存放于主內存中，線程會拷貝一份共享變量到本地內存
• volatile 關鍵字就是給內存模型服務的，用來保證內存可見性和順序性

JVM 內存結構

線程私有：

1.程序計數器：記錄正在執行的字節碼指令地址，若正在執行 Native 方法則為空
2.虛擬機棧：執行方法時把方法所需數據存為一個棧幀入棧，執行完后出棧
3.本地方法棧：同虛擬機棧，但是針對的是 Native 方法

線程共享：

1.堆：存儲 Java 實例，GC 主要區域，分代收集 GC 方法會吧堆劃分為新生代、老年代
2.方法區：存儲類信息，常量池，靜態變量等數據

GC

回收區域：只針對堆、方法區；線程私有區域數據會隨線程結束銷毀，不用回收

回收類型：

1.堆中的對象

• 分代收集 GC 方法會吧堆劃分為新生代、老年代
• 新生代：新建小對象會進入新生代；通過復制算法回收對象
• 老年代：新建大對象及老對象會進入老年代；通過標記-清除算法回收對象

2.方法區中的類信息、常量池

判斷一個對象是否可被回收：

1.引用計數法
缺點：循環引用

2.可達性分析法
定義：從 GC ROOT 開始搜索，不可達的對象都是可以被回收的

GC ROOT

1.虛擬機棧/本地方法棧中引用的對象
2.方法區中常量/靜態變量引用的對象

四種引用

• 強引用：不會被回收
• 軟引用：內存不足時會被回收
• 弱引用：gc 時會被回收
• 虛引用：無法通過虛引用得到對象，可以監聽對象的回收

ClassLoader

類的生命周期：

1.加載；2.驗證；3.準備；4.解析；5.初始化；6.使用；7.卸載

類加載過程：

1.加載：獲取類的二進制字節流；生成方法區的運行時存儲結構；在內存中生成 Class 對象
2.驗證：確保該 Class 字節流符合虛擬機要求
3.準備：初始化靜態變量
4.解析：將常量池的符號引用替換為直接引用
5.初始化：執行靜態塊代碼、類變量賦值

類加載時機：

1.實例化對象
2.調用類的靜態方法
3.調用類的靜態變量（放入常量池的常量除外）

類加載器：負責加載 class 文件

分類：

1.引導類加載器 - 沒有父類加載器
2.拓展類加載器 - 繼承自引導類加載器
3.系統類加載器 - 繼承自拓展類加載器

雙親委托模型：

當要加載一個 class 時，會先逐層向上讓父加載器先加載，加載失敗才會自己加載

為什么叫雙親？不考慮自定義加載器，系統類加載器需要網上詢問兩層，所以叫雙親

判斷是否是同一個類時，除了類信息，還必須時同一個類加載器

優點：

• 防止重復加載，父加載器加載過了就沒必要加載了
• 安全，防止篡改核心庫類

動態代理原理及實現

• InvocationHandler 接口，動態代理類需要實現這個接口
• Proxy.newProxyInstance，用于動態創建代理對象
• Retrofit 應用： Retrofit 通過動態代理，為我們定義的請求接口都生成一個動態代理對象，實現請求

4、Android 基礎&性能優化&Framwork

Activity 啟動模式

• standard 標準模式
• singleTop 棧頂復用模式，
  • 推送點擊消息界面
• singleTask 棧內復用模式，
  • 首頁
• singleInstance 單例模式，單獨位于一個任務棧中
  • 撥打電話界面
    細節：
  • taskAffinity：任務相關性，用于指定任務棧名稱，默認為應用包名
  • allowTaskReparenting：允許轉移任務棧

View 工作原理

• DecorView (FrameLayout)
  • LinearLayout
    • titlebar
    • Content
    • 調用 setContentView 設置的 View

ViewRoot 的 performTraversals 方法調用觸發開始 View 的繪制，然后會依次調用:

• performMeasure：遍歷 View 的 measure 測量尺寸
• performLayout：遍歷 View 的 layout 確定位置
• performDraw：遍歷 View 的 draw 繪制

事件分發機制

• 一個 MotionEvent 產生后，按 Activity -> Window -> decorView -> View 順序傳遞，View 傳遞過程就是事件分發，主要依賴三個方法:
• dispatchTouchEvent：用于分發事件，只要接受到點擊事件就會被調用，返回結果表示是否消耗了當前事件
• onInterceptTouchEvent：用于判斷是否攔截事件，當 ViewGroup 確定要攔截事件后，該事件序列都不會再觸發調用此 ViewGroup 的 onIntercept
• onTouchEvent：用于處理事件，返回結果表示是否處理了當前事件，未處理則傳遞給父容器處理
• 細節：
  • 一個事件序列只能被一個 View 攔截且消耗
  • View 沒有 onIntercept 方法，直接調用 onTouchEvent 處理
  • OnTouchListener 優先級比 OnTouchEvent 高，onClickListener 優先級最低
  • requestDisallowInterceptTouchEvent 可以屏蔽父容器 onIntercet 方法的調用

Window 、 WindowManager、WMS、SurfaceFlinger

• Window：抽象概念不是實際存在的，而是以 View 的形式存在，通過 PhoneWindow 實現
• WindowManager：外界訪問 Window 的入口，內部與 WMS 交互是個 IPC 過程
• WMS：管理窗口 Surface 的布局和次序，作為系統級服務單獨運行在一個進程
• SurfaceFlinger：將 WMS 維護的窗口按一定次序混合后顯示到屏幕上

View 動畫、幀動畫及屬性動畫

View 動畫：

• 作用對象是 View，可用 xml 定義，建議 xml 實現比較易讀
• 支持四種效果：平移、縮放、旋轉、透明度

幀動畫：

• 通過 AnimationDrawable 實現，容易 OOM

屬性動畫：

• 可作用于任何對象，可用 xml 定義，Android 3 引入，建議代碼實現比較靈活
• 包括 ObjectAnimator、ValuetAnimator、AnimatorSet
• 時間插值器：根據時間流逝的百分比計算當前屬性改變的百分比
• 系統預置勻速、加速、減速等插值器
• 類型估值器：根據當前屬性改變的百分比計算改變后的屬性值
• 系統預置整型、浮點、色值等類型估值器
• 使用注意事項：
• 避免使用幀動畫，容易OOM
• 界面銷毀時停止動畫，避免內存泄漏
• 開啟硬件加速，提高動畫流暢性 ，硬件加速：
• 將 cpu 一部分工作分擔給 gpu ，使用 gpu 完成繪制工作
• 從工作分攤和繪制機制兩個方面優化了繪制速度

Handler、MessageQueue、Looper

• Handler：開發直接接觸的類，內部持有 MessageQueue 和 Looper
• MessageQueue：消息隊列，內部通過單鏈表存儲消息
• Looper：內部持有 MessageQueue，循環查看是否有新消息，有就處理，沒就阻塞
• 如何實現阻塞：通過 nativePollOnce 方法，基于 Linux epoll 事件管理機制
• 為什么主線程不會因為 Looper 阻塞：系統每 16ms 會發送一個刷新 UI 消息喚醒

MVC、MVP、MVVM

• MVP：Model：處理數據；View：控制視圖；Presenter：分離 Activity 和 Model
• MVVM：Model：處理獲取保存數據；View：控制視圖；ViewModel：數據容器
  • 使用 Jetpack 組件架構的 LiveData、ViewModel 便捷實現 MVVM

Serializable、Parcelable

• Serializable ：Java 序列化方式，適用于存儲和網絡傳輸，serialVersionUID 用于確定反序列化和類版本是否一致，不一致時反序列化回失敗
• Parcelable ：Android 序列化方式，適用于組件通信數據傳遞，性能高，因為不像 Serializable 一樣有大量反射操作，頻繁 GC

Binder

• Android 進程間通信的中流砥柱，基于客戶端-服務端通信方式
• 使用 mmap 一次數據拷貝實現 IPC，傳統 IPC：用戶A空間->內核->用戶B空間；mmap 將內核與用戶B空間映射，實現直接從用戶A空間->用戶B空間
• BinderPool 可避免創建多 Service

IPC 方式

• Intent extras、Bundle：要求傳遞數據能被序列化，實現 Parcelable、Serializable ，適用于四大組件通信
• 文件共享：適用于交換簡單的數據實時性不高的場景
• AIDL：AIDL 接口實質上是系統提供給我們可以方便實現 BInder 的工具
  • Android Interface Definition Language，可實現跨進程調用方法
  • 服務端：將暴漏給客戶端的接口聲明在 AIDL 文件中，創建 Service 實現 AIDL 接口并監聽客戶端連接請求
  • 客戶端：綁定服務端 Service ，綁定成功后拿到服務端 Binder 對象轉為 AIDL 接口調用
  • RemoteCallbackList 實現跨進程接口監聽，同個 Binder 對象做 key 存儲客戶端注冊的 listener
  • 監聽 Binder 斷開：1.Binder.linkToDeath 設置死亡代理；2. onServiceDisconnected 回調
• Messenger：基于 AIDL 實現，服務端串行處理，主要用于傳遞消息，適用于低并發一對多通信
• ContentProvider：基于 Binder 實現，適用于一對多進程間數據共享
• Socket：TCP、UDP，適用于網絡數據交換

Android 系統啟動流程

• 按電源鍵 -> 加載引導程序 BootLoader 到 RAM -> 執行 BootLoader 程序啟動內核 -> 啟動 init 進程 -> 啟動 Zygote 和各種守護進程 ->
• 啟動 System Server 服務進程開啟 AMS、WMS 等 -> 啟動 Launcher 應用進程

App 啟動流程

Launcher 中點擊一個應用圖標 -> 通過 AMS 查找應用進程，若不存在就通過 Zygote 進程 fork

進程保活

• 進程優先級：1.前臺進程 ；2.可見進程；3.服務進程；4.后臺進程；5.空進程
• 進程被 kill 場景：1.切到后臺內存不足時被殺；2.切到后臺廠商省電機制殺死；3.用戶主動清理
• 保活方式：
  • 1.Activity 提權：掛一個 1像素 Activity 將進程優先級提高到前臺進程
  • 2.Service 提權：啟動一個前臺服務（API>18會有正在運行通知欄）
  • 3.廣播拉活
  • 4.Service 拉活
  • 5.JobScheduler 定時任務拉活
  • 6.雙進程拉活

網絡優化及檢測

• 速度：1.GZIP 壓縮（okhttp 自動支持）；2.Protocol Buffer 替代 json；3.優化圖片/文件流量；4.IP 直連省去 DNS 解析時間
• 成功率：1.失敗重試策略；
• 流量：1.GZIP 壓縮（okhttp 自動支持）；2.Protocol Buffer 替代 json；3.優化圖片/文件流量；5.文件下載斷點續傳 ；6.緩存
• 協議層的優化，比如更優的 http 版本等
• 監控：Charles 抓包、Network Monitor 監控流量

UI卡頓優化

• 減少布局層級及控件復雜度，避免過度繪制
• 使用 include、merge、viewstub
• 優化繪制過程，避免在 Draw 中頻繁創建對象、做耗時操作

內存泄漏場景及規避

1.靜態變量、單例強引跟生命周期相關的數據或資源，包括 EventBus
2.游標、IO 流等資源忘記主動釋放
3.界面相關動畫在界面銷毀時及時暫停
4.內部類持有外部類引用導致的內存泄漏

• handler 內部類內存泄漏規避：1.使用靜態內部類+弱引用 2.界面銷毀時清空消息隊列
• 檢測：Android Studio Profiler

LeakCanary 原理

• 通過弱引用和引用隊列監控對象是否被回收
• 比如 Activity 銷毀時開始監控此對象，檢測到未被回收則主動 gc ，然后繼續監控

OOM 場景及規避

• 加載大圖：減小圖片
• 內存泄漏：規避內存泄漏

5、Android 模塊化&熱修復&熱更新&打包&混淆&壓縮

Dalvik 和 ART

• Dalvik
  • 谷歌設計專用于 Android 平臺的 Java 虛擬機，可直接運行 .dex 文件，適合內存和處理速度有限的系統
  • JVM 指令集是基于棧的；Dalvik 指令集是基于寄存器的，代碼執行效率更優
• ART
  • Dalvik 每次運行都要將字節碼轉換成機器碼；ART 在應用安裝時就會轉換成機器碼，執行速度更快
  • ART 存儲機器碼占用空間更大，空間換時間

APK 打包流程

1.aapt 打包資源文件生成 R.java 文件；aidl 生成 java 文件
2.將 java 文件編譯為 class 文件
3.將工程及第三方的 class 文件轉換成 dex 文件
4.將 dex 文件、so、編譯過的資源、原始資源等打包成 apk 文件
5.簽名
6.資源文件對齊，減少運行時內存

App 安裝過程

• 首先要解壓 APK，資源、so等放到應用目錄
• Dalvik 會將 dex 處理成 ODEX ；ART 會將 dex 處理成 OAT；
• OAT 包含 dex 和安裝時編譯的機器碼

組件化路由實現

ARoute：通過 APT 解析 @Route 等注解，結合 JavaPoet 生成路由表，即路由與 Activity 的映射關系

6、音視頻&FFmpeg&播放器

FFmpeg

基于命令方式實現了一個音視頻編輯 App

集成編譯了 AAC、MP3、H264 編碼器

播放器原理

視頻播放原理：（mp4、flv）-> 解封裝 -> （mp3/aac、h264/h265）-> 解碼 -> （pcm、yuv）-> 音視頻同步 -> 渲染播放

音視頻同步：

• 選擇參考時鐘源：音頻時間戳、視頻時間戳和外部時間三者選擇一個作為參考時鐘源（一般選擇音頻，因為人對音頻更敏感，ijk 默認也是音頻）
• 通過等待或丟幀將視頻流與參考時鐘源對齊，實現同步

IjkPlayer 原理

集成了 MediaPlayer、ExoPlayer 和 IjkPlayer 三種實現，其中 IjkPlayer 基于 FFmpeg 的 ffplay

音頻輸出方式：AudioTrack、OpenSL ES；視頻輸出方式：NativeWindow、OpenGL ES

最后

愿你有一天，真愛自己，善待自己。

本文在開源項目：Android開發不會這些？如何面試拿高薪?中已收錄，里面包含不同方向的自學編程路線、面試題集合/面經、及系列技術文章等，資源持續更新中…

總結

以上是生活随笔為你收集整理的腾讯T3大牛亲自讲解！面试字节跳动Android研发岗，值得收藏！的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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