Android高级面试_12_项目经验梳理

Android 高级面试-1：Handler 相关

问题：Handler 实现机制（很多细节需要关注：如线程如何建立和退出消息循环等等）
问题：关于 Handler，在任何地方 new Handler 都是什么线程下?
问题：Handler 发消息给子线程，looper 怎么启动?
问题：在子线程中创建 Handler 报错是为什么?
问题：如何在子线程创建 Looper?
问题：为什么通过 Handler 能实现线程的切换?

参考：

1. Handler 机制：Handler 机制中有 4 个主要的对象：Handler、Message、MessageQueue 和 Looper.

   1. Handler 负责消息的发送和处理；
   2. Message 是消息对象，是链表（不是队列！）的一个结点。Message 的布局变量保存了 Handler，处理消息时就是从 Message 上获取 Handler，并调用它的 dispatchMessage()，并进一步回调 handleMessage() 方法执行我们的逻辑。
   3. MessageQueue 是消息队列，用于存放消息对象的数据结构；
   4. Looper 是消息队列的处理者，用于轮询消息队列，使用 MessageQueue 取出 Message。

2. 线程的问题：

   1. 当我们在某个线程当中调用 new Handler() 的时候会使用当前线程的 Looper 创建 Handler. 当前线程的 Looper 存在于线程局部变量 ThreadLocal 中。
   2. 在使用 Handler 之前我们需要先调用 Looper.prepare() 方法实例化当前线程的 Looper，并将其放置到当前线程的线程局部变量中。
   3. 一个线程的 Looper 只会被创建一次，之后会先从 ThreadLocal 中获取再使用。
   4. 调用 Looper.prepare() 时会调用 Looper 的构造方法，并在构造方法中初始化 MessageQueue.
   5. 当我们调用 Looper.loop() 时开启消息循环。
   6. 主线程的 Looper 在 ActivityThread 的静态 main() 方法中被创建。主线程的 Looper 跟其他线程有所区别，主线程的 Looper 不能停止。我们可以使用 Looper.getMainLooper() 方法来获取主线程的 Looper，并使用它来创建 Handler.

   所以，在非主线程中使用 Handler 的标准是：

Looper.prepare(); // 内部会调用 Looper 的 new 方法实例化 Looper 并将其放进 TL
new Handler().post(() -> /* do something */);
Looper.loop();

4. 在 Looper 的 loop() 中开启无限循环为什么不会导致主线程 ANR 呢？ 这是因为 Android 系统本身就是基于消息机制的，而 Looper 的 循环就是来处理这些消息的。造成卡顿和 ANR 是因为某个消息阻塞了 Looper 循环，导致界面消息得不到处理，而不是 Looper 循环本身。并且如果 Looper 中没有消息需要处理，循环将会结束，线程也就关闭了。

5. Handler 内存泄漏及解决办法：如果 Handler 不是静态内部类，Handler 会持有 Activity 的匿名引用。当 Activity 要被回收时，因为 Handler 在做耗时操作没有被释放，Handler Activity 的引用不能被释放导致 Activity 没有被回收停留在内存中造成内存泄露。 解决方法是：

   1. 将 Handler 设为静态内部类，如果需要的话，使用弱引用引用外部的 Activity；
   2. 在 Activity 生命周期 onDestroy() 中调用 Handler.removeCallbacks() 方法。

问题：Handler.post() 的逻辑在哪个线程执行的，是由 Looper 所在线程还是 Handler 所在线程决定的？
问题：Handler 的 post()/send() 的原理？
问题：Handler 的 post() 和 postDelayed() 方法的异同？

post() 方法所在的线程由 Looper 所在线程决定的；最终逻辑是在 Looper.loop() 方法中，从 MQ 中拿出 Message，并且执行其逻辑。这是在 Looper 中执行的。因此由 Looper 所在线程决定。

不论你调用 send() 类型的方法还是 post() 类型的方法，最终都会调用到 sendMessageAtTime() 方法。post() 和 postDelay() 的区别在于，前者使用当前时间，后者使用当前时间+delay 的时间来决定消息触发的时间。最终方法的参数都将被包装成一个 Message 对象加入到 Handler 对应的 Looper 的 MQ 中被执行。

问题：Looper 和 Handler 一定要处于一个线程吗？子线程中可以用 MainLooper 去创建 Handler吗？

Looper 和 Handler 不需要再一个线程中，默认的情况下会从 TL 中取当前线程对应的 Looper，但我们可以通过显式地指定一个 Looper 的方式来创建 Handler. 比如，当我们想要在子线程中发送消息到主线程中，那么我们可以

Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());

问题：Handler.post() 方法发送的是同步消息吗？可以发送异步消息吗？

用户层面发送的都是同步消息，不能发送异步消息；异步消息只能由系统发送。

问题：MessageQueue.next() 会因为发现了延迟消息，而进行阻塞。那么为什么后面加入的非延迟消息没有被阻塞呢？
问题：MessageQueue.enqueueMessage() 方法的原理，如何进行线程同步的？
问题：MessageQueue.next() 方法内部的原理？
问题：next() 是如何处理一般消息的？
问题：next() 是如何处理同步屏障的？
问题：next() 是如何处理延迟消息的？

1. 创建 Looper 时会同时创建一个 MQ，而 MQ 同时又会调用 nativeInit() 方法在 Native 层实例化一个 MQ 和 Looper，并返回 Native 的 MQ 对象的指针.
2. Java 层的 Looper 和 Native 层的 Looper 之间使用 epoll 进行通信。
3. 当调用 Looper 的 loop() 方法的时候会启动一个 for 循环来对消息进行处理。它调用 MQ 的 next() 方法尝试获取消息，这个方法也是一个 for 循环，它调用 nativePollOnce() 向管道写入一个消息，并等待返回，如果没有消息这里就会阻塞。当拿到了返回结果之后，这里继续向下进行处理，从 Message 中读取消息并进行处理。
4. 在线程安全方面，当从 nativePollOnce() 中返回之后，使用 sychronized(this) 对 MQ 进行加锁来保证线程安全。
5. 当使用 Handler 向 MQ 中添加消息时，会根据消息触发时间决定它在链表中的位置，时间早的位于链表的头结点。然后，如果此时 MQ 处于阻塞状态，那么就会调用 nativeWake() 方法向管道中写入消息，这样 MQ 就从 nativePollOnce() 中返回了。
6. 同步屏障用来立即推迟所有将要执行的同步消息，知道释放同步屏障。使用 postSyncBarrier() 进行同步屏障，使用 removeSyncBarrier() 结束同步屏障。前者会返回一个 token，然后我们将其传入到 removeSyncBarrier() 中结束当前的同步屏障。进行内存屏障的时候会创建一个立即执行的消息，并将其添加到 MQ 中。当尝试获取消息的时候就可能会在 nativePollOnce() 阻塞。释放同步屏障的时候会从链表中找到这个结点，并可能调用 nativeWake() 方法。对于同步类型的消息，即使发生了同步屏障，它也会被正常执行。
7. 同步屏障的使用案例：ViewRootImpl 中，scheduleTraversals() 方法在遍历 View 树之前会进行同步屏障。（猜测是用来暂停非 UI 绘制的消息，UI 绘制完毕之后再恢复执行。）

问题：Handler 的 dispatchMessage() 分发消息的处理流程？
问题：Handler 为什么要有 Callback 的构造方法？

使用 Handler 的时候我们会覆写 Handler 的 handleMessage() 方法。当我们调用该 Handler 的 send() 或者 post() 发送一个消息的时候，发送的信息会被包装成 Message，并且将该 Message 的 target 指向当前 Handler，这个消息会被放进 Looper 的 MQ 中。然后在 Looper 的循环中，取出这个 Message，并调用它的 target Handler，也就是我们定义的 Handler 的 dispatchMessage() 方法处理消息，此时会调用到 Handler 的 handleMessage() 方法处理消息，并回调 Callback.

当 Handler 在消息队列中被执行的时候会直接调用 Handler 的 dispatchMessage() 方法回调 Callback.

问题：Looper 的两个退出方法？
问题：quit() 和 quitSafely() 有什么区别
问题：子线程中创建了 Looper，在使用完毕后，终止消息循环的方法？
问题：quit() 和 quitSafely() 的本质是什么？

    public void quit() {mQueue.quit(false);}public void quitSafely() {mQueue.quit(true);}void quit(boolean safe) {if (!mQuitAllowed)  throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");synchronized (this) {if (mQuitting) return;mQuitting = true;if (safe)  removeAllFutureMessagesLocked(); // 把所有延迟消息清除else       removeAllMessagesLocked();  // 直接把消息队列里面的消息清空nativeWake(mPtr); // 唤醒}}public static void loop() {// ...for (;;) {Message msg = queue.next();if (msg == null) { // 得到了 null 就返回了return;}// ...}}// MQ:Message next() {// ...for (;;) {// ...nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);synchronized (this) {// ... 这里就返回了 nullif (mQuitting) {dispose();return null;}// ...}}}

quit() 和 quitSafely() 的本质就是让消息队列的 next() 返回 null，以此来退出 Looper.loop()。

quit() 调用后直接终止 Looper，不在处理任何 Message，所有尝试把 Message 放进消息队列的操作都会失败，比如 Handler.sendMessage() 会返回 false，但是存在不安全性，因为有可能有 Message 还在消息队列中没来的及处理就终止 Looper 了。

quitSafely() 调用后会在所有消息都处理后再终止 Looper，所有尝试把 Message 放进消息队列的操作也都会失败。

问题：Looper.loop() 在什么情况下会退出？

1. next() 方法返回的 msg == null；
2. 线程意外终止。

问题：Looper.loop() 的源码流程?

1. 获取到 Looper 和消息队列；
2. for 无限循环，阻塞于消息队列的 next() 方法；
3. 取出消息后调用 msg.target.dispatchMessage(msg) 进行消息分发。

问题：Looper.loop() 方法执行时，如果内部的 myLooper() 获取不到Looper会出现什么结果?

    public static void loop() {final Looper me = myLooper();if (me == null) {throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");}// ...}

问题：Android 如何保证一个线程最多只能有一个 Looper？如何保证只有一个 MessageQueue

通过保证只有一个 Looper 来保证只有以一个 MQ. 在一个线程中使用 Handler 之前需要使用 Looper.prepare() 创建 Looper，它会从 TL 中获取，如果发现 TL 中已经存在 Looper，就抛异常。

问题：Handler 消息机制中，一个 Looper 是如何区分多个 Handler 的？

根据消息的分发机制，Looper 不会区分 Handler，每个 Handler 会被添加到 Message 的 target 字段上面，Looper 通过调用 Message.target.handleMessage() 来让 Handler 处理消息。

参考资料

1. 《Android 中的 Handler 的 Native 层研究》

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实际相机拍照的时候是先把照片写到磁盘上面然后在从磁盘上面加载到内存的时候使用一个采样率来采样。从最终的效果来看，设置采样率起到了压缩的作用，但是它只是改变了加载的图片的比率。真正起到压缩作用的是把加载到内存之后的 Bitmap 再次写入到磁盘上面并替换原始的文件。所以，相机采用多大的预览图和输出的图片的尺寸跟最终得到的图片的尺寸和大小没有关系——拍摄的照片写入到磁盘上面之后对其进行压缩。

Q：照片太大的话压缩和写入磁盘的效率可能降低，但是这会有多少的性能损失呢？相机预览和输出的时候，寻找一个不是太大的比例？

Q：图片压缩的尺寸压缩的问题，难道除了设置成 2 的比例，就没有其他的办法了吗？

/**
邻近采样：采用一个 2 的倍数，
1. CompressFormat format：压缩格式，它有 JPEG、PNG、WEBP 三种选择，JPEG 是有损压缩，PNG 是无损压缩，压缩后的图像大小不会变化（也就是没有压缩效果），WEBP 是 Google 推出的图像格式，它相比 JPEG 会节省 30% 左右的空间，处于兼容性和节省空间的综合考虑，我们一般会选择 JPEG。
2. int quality：0~100 可选，数值越大，质量越高，图像越大。
3. OutputStream stream：压缩后图像的输出流。
*/
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inSampleSize = 1; // 设置加载图片时的采样率
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.blue_red, options);
bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 75, stream); // 压缩，然后使用 stream 写出数据
bitmap.recycle();/**
双线性采样：Bitmap.createBitmap() 的几个参数的意义，
1. Bitmap source：源图像
2. int x：目标图像第一个像素的 x 坐标
3. int y：目标图像第一个像素的 y 坐标
4. int width：目标图像的宽度（像素点个数）
5. int height：目标图像的高度（像素点个数）
6. Matrix m：变换矩阵
7. boolean filter：是否开启过滤
*/
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.blue_red);
Matrix matrix = new Matrix();
matrix.setScale(0.5f, 0.5f);
Bitmap sclaedBitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, bitmap.getWidth()/2, bitmap.getHeight()/2, matrix, true);
ImageUtils.save(bitmap, savePath, Bitmap.CompressFormat.PNG);

但是第二种方式存在一个问题，因为它在进行压缩之前需要将图片全部加载到内存中，如果图片比较大，那么可能会把内存撑爆，导致 OOM.

所以，我们可以考虑结合两种方式拉

Q：如何根据相机支持的图像的质量选择一个合适的尺寸？即使相同的尺寸和质量的图片，不同分辨率的手机拍摄出的效果还是不同的？如何得出图片的质量的等级？不同分辨率的手机拍摄出的照片影响的是什么的效果？

Q：图片的 Bitmap 的计算规则与最终上次的文件的计算规则一样吗？区别是什么？

其他：视频压缩，视频录制

Android 性能优化-相机优化

场景，人工智能识别图片，对图片质量要求较高，同时为了加快图片上传的速度，需要对图片的大小进行控制，也就是既要保证图片在的质量又要控制图片的体积。照片是由自定义相机拍摄完成的，在拍摄的时候相关参数的选择，相机各种功能的完善等。

所以关注的地方在于，第一是相机，封装一个功能完善的相机库，可以处理常见的问题，同时对 Camera1 和 Camera2 进行兼容。第二是图片的压缩，保证图片的质量，并控制图片的大小。

相机：

相机要解决的几个问题，

1. 使用 Camera1 还是 Camera2 的问题
2. TextureView 还是 SurfaceView 的问题
3. 相机的预览尺寸、输出图片的尺寸和拍摄视频的尺寸的计算
4. 手势缩放
5. 对焦（自动对焦、外部调整对焦）
6. 相机实时预览时，提供对外接口，可以对图片实时进行处理

压缩：

1. 使用邻近采样将图片加载到内存中（内存防爆）
2. 使用质量压缩和双线性采样控制图片的尺寸和质量

遗留的问题，不同分辨率的相机拍摄出的相片的质量不一样，在图片尺寸相同的情况下，相机硬件会影响图片的什么呢？

另外
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