Android面试刨根问底之常用源码篇（一），Android开发教程

本文主要是介绍Android面试刨根问底之常用源码篇（一），Android开发教程，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

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大致分为四点去回答。快、稳、小、省

1. 快

启动快，加载快，避免卡顿

基本操作

• 主线程不做耗时操作

• application里对必要的三方库延迟初始化(延迟加载，异步加载，分布加载)

• 启动白屏优化

View优化

• View 布局(viewstub,include,merge,层级深)

• 复杂页面细分优化

• 过度绘制的优化

• xml中无用的背景不设置

• 控件无用属性删除

内存优化

• 页面切换，前后台切换

• fragment的懒加载

• 必要的缓存

• 空间换时间

• 四大引用的合理使用

• 减小不必要的内存开销

• 数据bean的合理定义

• ArrayList、HashMap的使用

• 线程池、bitmap、view的复用

• 不用的大对象主动设置null

代码优化

• for循环内不定义对象

• 使用文件IO代替数据库

• 自定义Drawable不在draw()里面创建对象操作

• 类中没有使用到成员变量的方法可以设置static

2. 稳

稳定不崩溃，减小crash，避免anr

• 主线程不做耗时操作

• activity 5秒、broadcast 10秒、service 20秒

• 资源对象及时关闭(Cursor，File)

• Handler的处理

• 避免内存泄露

• crash上传机制

• WebView的内存泄露

3. 小

安装包小

• 代码混淆(proguard)

• 资源优化(lint)

• 图片优化(mipmap/webp)

4. 省

省电省流量

• 接口定义

• 接口缓存

**性能分析工具：**MAT/TracView/LeakCanary/blockCanary/MemoryMonitor/HeapViewer

HashMap分析

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• 基础知识

1. 可以接受null键和值，而Hashtable则不能

2. 非synchronized，所以很快

3. 存储的是键值对

4. 使用数组+链表的方式存储数据

5. 对key进行hash(散列)算法，所以顺序不固定

6. 实际使用Node存储

• 常量&变量

// public class HashMap extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {}

/**

• The default initial capacity - MUST be a power of two.

默认数组长度

*/

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

/**

• The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified

• by either of the constructors with arguments.

• MUST be a power of two <= 1<<30.

• 数组最大长度

*/

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

/**

• The load factor used when none specified in constructor.

• 默认装填因子

*/

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {

final int hash;

final K key;

V value;

Node<K,V> next;

}

/**

• The number of key-value mappings contained in this map.

*/

transient int size;

/**

• 阈值

• The next size value at which to resize (capacity * load factor).

• @serial

*/

// (The javadoc description is true upon serialization.

// Additionally, if the table array has not been allocated, this

// field holds the initial array capacity, or zero signifying

// DEFAULT_INITIAL_CAPACITY.)

int threshold;

public V put(K key, V value) {

return putVal(hash(key), key, value, false, true);

}

//实际存储方法

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {}

//扩容方法

final Node<K,V>[] resize() {}

public V get(Object key) {

Node<K,V> e;

return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;

}

//实际取值方法

final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {}

• 用法

1. put(key,value)

调用hashCode(key)，使用node存储hash,key,value，如果hashcode存在则使用链表存储。

2. get(key)

根据key的hashcode找到Entry，然后获取值对象，如果根据hashcode找到的是个链表，再去根据key.equals()判断，链表中正确的节点。

• 关于扩容

当HashMap的大小超过了阈值(size> threshold)的时候(默认的装填因子为0.75，也就是说当一个map填满了它定义容量的75%就会去扩容),HashMap大小会扩大到原来的2倍。整个过程类似于创建新的数组，将原数组的元素重新hash后放到新数组中(rehashing)。

HashMap是非同步的，所以在多线程中使用时需要注意扩容等问题

• 相关概念

• hashing的概念

• HashMap中解决碰撞的方法

• equals()和hashCode()的应用，以及它们在HashMap中的重要性

• 不可变对象的好处

• HashMap多线程的条件竞争

• 重新调整HashMap的大小

参考地址：http://www.importnew.com/7099.html

以上是网上能搜到的解释，下面是个人总结的知识点提要

如面试遇到此问题，第一步，反问面试官，您说的是哪个版本的HashMap

• hashmap底层使用 数组+链表 的数据结构，实现存储数据，使用拉链法解决碰撞问题。

• map.put(key,value)的时候，内部会对key进行一次hash算法，得到一个hash值，对这个hash值&操作得到元素在数组中的位置。

• 如果该位置没有元素，那么直接加入，如果发生碰撞了，那么用拉链法，需要遍历链表比较key和hash值，如果有就覆盖，没有就到表尾了，所以会插到表尾。

• 初始容量为16，加载因子0.75，当map添加的元素超过12个的时候会触发扩容机制。数组的容量翻倍，已经存入的元素做rehash的操作，重新在数组中找位置存储。

• java8后改为碰撞链表元素超过8个，用红黑树实现

• java8在表尾，java7是在链表头插入

思考点：

什么情况下考虑使用SparseArray和ArrayMap替换HashMap的情况

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相关面试题

1. 为什么HashMap的容量总是2x？

从源码中可以看到，当putVal方法中，是通过tab[i = (n - 1) & hash]得到在数组中位置的。

依稀记得当年在学校中，学到hash算法的时候，学的都是n%size运算，来确定数值在数组中的位置，而HashMap中为什么要用到&运算呢。

原因如下

1. 大家都知道&运算要比%运算速度快，虽然可能是几毫米的差别。

2. 在n为2x时，(n-1)&hash == hash%n

为什么容量总是2x？

首先，Hash算法要解决的一个最大的问题，就是hash冲突，既然不能避免hash冲突，那么就要有个好的算法解决。

而在做&运算时，如果选用非2n的数时，n-1转换为二进制，不能保证后几位全为1，这样做在&hash的运算中，不能做到均匀分布。违背了(n-1)&hash的初衷。

(16)10 = 24 = (10000)2

(16-1)10 =(1111)2

假设n的值非2x值，10

(10-1)10 =(1001)2

(19-1)10 =(10011)2

10011

&1111

=(11)2=(3)10

10011

&1001

=(1)2=(1)10

同样的%运算，19%16 = 3 ，19%10 = 9。

任意一个数与(1111)2做&运算，都不会因为(1111)2的值而影响到运算结果。

2. 如果初始化HashMap的时候定义大小为非2x会影响到计算吗？

答案是，肯定不会，这种情况JAVA的工程师肯定考虑到了。

源码中我们可以看到，传入的capacity只是影响到了threshold的值，而threshold的值还是通过tableSizeFor()确定的。

public HashMap(int initialCapacity) {

this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);

}

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {

if (initialCapacity < 0)

throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity);

if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;

if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))

throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor);

this.loadFactor = loadFactor;

this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);

}

在tableSizeFor()方法中。

static final int tableSizeFor(int cap) {

// cap=10

int n = cap - 1;

// n =9 1001

n |= n >>> 1;

// (1001)|(0100)=1101

n |= n >>> 2;

//(1101)|(0011)=1111

n |= n >>> 4;

// (1111)|(0000)=1111

n |= n >>> 8;

// (1111)|(0000)=1111

n |= n >>> 16;

// (1111)|(0000)=1111

//return n+1 = (10000)=16

//确保threshold 为16， 2的4次幂

return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;

}

在putVal()方法中，如果第一次添加值，那么table==null，会进入到resize()方法中，这个时候，就会用到threshold创建新的Node数组。

final Node<K,V>[] resize() {

Node<K,V>[] oldTab = table;

//第一次添加值，table==null; oldCap = 0;

int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;

//将threshold的值设置为oldThr，下面创建table的时候用到

int oldThr = threshold;

int newCap, newThr = 0;

if (oldCap > 0) {

…

}

else if (oldThr > 0)

//通过threshold设置新数组容量

newCap = oldThr;

else {

…

}

if (newThr == 0) {

…

}

threshold = newThr;

@SuppressWarnings({“rawtypes”,“unchecked”})

//通过threshold设置table的初始容量

Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];

table = newTab;

…

return newTab;

}

通过以上操作，不论初始化HashMap的时候，传入的容量是多少，都能保证HashMap的容量是2x。

Handler源码分析

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一直在纠结一个事，因为自己不爱看大段的文字。

自己写总结的时候到底要不要贴上部分源码。

后来硬着头皮加上了，因为源码里很多东西比自己写的清楚。

RTFSC

相关概念

Handler Message MessageQueue Looper ThreadLocal

Handler机制的完整流程

1. Message#obtain()

2. Handler#

3. Handler#send/post

4. MQ#enqueueMessage() *消息的排序

5. Looper#prepareMainLooper()

6. Looper#prepare()

7. ThreadLocal机制

8. Looper#loop()

9. MQ#next() *延迟消息的处理

10. Handler#dispatchMessage()

Message#obtain()

message中的变量自己去看源码，target,callback,when

从handler或者是message的源码中都可以看到，生成Message的最终方法都是调用obtain。

ps:如果你非要用Message的构造方法，那么看清楚他的注释，构造方法上面的注释写的也很清楚，

/**

• Constructor (but the preferred way to get a Message is to call {@link #obtain() Message.obtain()}).

*/

public Message() {

}

下面来分析一波obtain()方法：

1. 为什么上来就是一个同步？

任意线程都可以创建message，所以为了维护好内部的messge池，加锁

2. sPool是个什么东西

字面上看是个池子，但是从定义上看，是一个Message。为什么还要说成一个message池呢？因为Message内部有个next变量，Message做成了一个链表的形式。这个池子怎么存储message呢？稍后分析源码。

通过读obtain()的源码，结合链表的知识，很容易理解Message中Spool的原理。

public static final Object sPoolSync = new Object();

private static Message sPool;

private static int sPoolSize = 0;

/**

• Return a new Message instance from the global pool. Allows us to

• avoid allocating new objects in many cases.

*/

public static Message obtain() {

synchronized (sPoolSync) {

if (sPool != null) {

Message m = sPool;

sPool = m.next;

m.next = null;

m.flags = 0; // clear in-use flag

sPoolSize–;

return m;

}

}

return new Message();

}

通过查看调用链，我们能够看到在MQ中enqueueMessage调用了recycle()，而recyle中也是通过链表的形式对sPool进行维护。源码简单易懂

下面来看下sPool是怎么维护的。

在recycleUnchecked()同样也是加了锁的。然后就是用链表的形式维护这个池子，size++

public void recycle() {

if (isInUse()) {

if (gCheckRecycle) {

…

}

return;

}

recycleUnchecked();

}

/**

• Recycles a Message that may be in-use.

• Used internally by the MessageQueue and Looper when disposing of queued Messages.

*/

void recycleUnchecked() {

…

synchronized (sPoolSync) {

if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {

next = sPool;

sPool = this;

sPoolSize++;

}

}

}

Handler

Handler类的源码总共不超过1000行，并且大部分都是注释，所以我们看该类源码的时候，更多的是看他的注释。静下心来看源码

• 构造方法

• callback对象

• dispatchMessage

Handler发送消息(send/post)

Handler发送消息的方式分为两种：

1.post

2.send

不论是post还是send(其他方法)方式，最终都会调用到sendMessageAtTime/sendMessageAtFrontOfQueue。执行equeueMessage，最终调用MQ#enqueueMessage()，加入到MQ中。

1. post方式

以post方式发送消息，参数基本上都是Runnable(Runnable到底是什么，这个要搞懂)。post方式发送的的消息，都会调用getPostMessage()，将runnable封装到Message的callbak中，调用send的相关方法发送出去。

ps:个人简单、误导性的科普Runnable，就是封装了一段代码，哪个线程执行这个runnable，就是那个线程。

2. send方式

以send方式发送消息，在众多的重载方法中，有一类比较容易引起歧义的方法，sendEmptyMessageXxx()，这类方法并不是说没有用到message，只是在使用的时候不需要传递，方法内部帮我们包装了一个Message。另一个需要关注的点是: xxxDelayed() xxxAtTime()

1.xxxDelayed()

借助xx翻译，得知 delayed：延迟的，定时的，推迟 的意思，也就是说，借助这个方法我们能做到将消息延迟发送。e.g：延迟三秒让View消失。ps:在我年幼无知的时候，总是搞懵这个方法，不会用。

在这个方法的参数中，我们看到如果传入的是毫秒值，那么会在delayMillis的基础上与SystemClock.uptimeMillis()做个加法。然后执行sendMessageAtTime()。

SystemClock.uptimeMillis() 与 System.currentTimeMillis()的区别自己去研究。

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)

{

if (delayMillis < 0) {

delayMillis = 0;

}

return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);

}

2.xxxAtTime()

在这个方法就更简单易懂了，执行的具体时间需要使用者自己去计算。

在Handler内的equeueMessage中，第一行的msg.target = this;,将handler自身赋值到msg.target，标记了这个msg从哪来，这个要注意后面会用到。

MQ#enqueueMessage()

这个方法那是相当的关键

在此之前，我们一直鼓捣一个参数delayMillis/uptimeMillis，在这个方法里参数名变为了when，标明这个message何时执行，也是MQ对Message排序存储的依据。MQ是按照when的时间排序的，并且第一个Message最先执行。

在省去了众多目前不关心的代码后，加上仅存的一点数据结构的知识，得到msg在MQ中的存储形式。

mMessages位于队列第一位置的msg，新加入到msg会跟他比较，然后找到合适的位置加入到队列中。

ps:记得在一次面试中，面试官问到延迟消息的实现思路，我照着源码说了一下。但是被问到：**每次新加入消息，都要循环队列，找到合适的位置插入消息，那么怎么保证执行效率。**我不知道他这么问是想考我优化这个东西的思路，还是他觉得我说错了。就犹豫了一下，没有怼回去。

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {

…

mClock.uptimeMillis() 与 System.currentTimeMillis()`的区别自己去研究。**

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)

{

if (delayMillis < 0) {

delayMillis = 0;

}

return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);

}

2.xxxAtTime()

在这个方法就更简单易懂了，执行的具体时间需要使用者自己去计算。

在Handler内的equeueMessage中，第一行的msg.target = this;,将handler自身赋值到msg.target，标记了这个msg从哪来，这个要注意后面会用到。

MQ#enqueueMessage()

这个方法那是相当的关键

在此之前，我们一直鼓捣一个参数delayMillis/uptimeMillis，在这个方法里参数名变为了when，标明这个message何时执行，也是MQ对Message排序存储的依据。MQ是按照when的时间排序的，并且第一个Message最先执行。

在省去了众多目前不关心的代码后，加上仅存的一点数据结构的知识，得到msg在MQ中的存储形式。

mMessages位于队列第一位置的msg，新加入到msg会跟他比较，然后找到合适的位置加入到队列中。

ps:记得在一次面试中，面试官问到延迟消息的实现思路，我照着源码说了一下。但是被问到：**每次新加入消息，都要循环队列，找到合适的位置插入消息，那么怎么保证执行效率。**我不知道他这么问是想考我优化这个东西的思路，还是他觉得我说错了。就犹豫了一下，没有怼回去。

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {

…

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