我做卡顿优化也是经历了一些阶段,最初我们的项目当中的一些模块出现了卡顿之后,我是通过系统工具进行了定位,我使用了Systrace,然后看了卡顿周期内的CPU状况,同时结合代码,对这个模块进行了重构,将部分代码进行了异步和延迟,在项目初期就是这样解决了问题。但是呢,随着我们项目的扩大,线下卡顿的问题也越来越多,同时,在线上,也有卡顿的反馈,但是线上的反馈卡顿,我们在线下难以复现,于是我们开始寻找自动化的卡顿监测方案,其思路是来自于Android的消息处理机制,主线程执行任何代码都会回到Looper.loop方法当中,而这个方法中有一个mLogging对象,它会在每个message的执行前后都会被调用,我们就是利用这个前后处理的时机来做到的自动化监测方案的。同时,在这个阶段,我们也完善了线上ANR的上报,我们采取的方式就是监控ANR的信息,同时结合了ANR-WatchDog,作为高版本没有文件权限的一个补充方案。在做完这个卡顿检测方案之后呢,我们还做了线上监控及线下检测工具的建设,最终实现了一整套完善,多维度的解决方案。
1.9 你是怎么样自动化的获取卡顿信息?
我们的思路是来自于Android的消息处理机制,主线程执行任何代码它都会走到Looper.loop方法当中,而这个函数当中有一个mLogging对象,它会在每个message处理前后都会被调用,而主线程发生了卡顿,那就一定会在dispatchMessage方法中执行了耗时的代码,那我们在这个message执行之前呢,我们可以在子线程当中去postDelayed一个任务,这个Delayed的时间就是我们设定的阈值,如果主线程的messaege在这个阈值之内完成了,那就取消掉这个子线程当中的任务,如果主线程的message在阈值之内没有被完成,那子线程当中的任务就会被执行,它会获取到当前主线程执行的一个堆栈,那我们就可以知道哪里发生了卡顿。
经过实践,我们发现这种方案获取的堆栈信息它不一定是准确的,因为获取到的堆栈信息它很可能是主线程最终执行的一个位置,而真正耗时的地方其实已经执行完成了,于是呢,我们就对这个方案做了一些优化,我们采取了高频采集的方案,也就是在一个周期内我们会多次采集主线程的堆栈信息,如果发生了卡顿,那我们就将这些卡顿信息压缩之后上报给APM后台,然后找出重复的堆栈信息,这些重复发生的堆栈大概率就是卡顿发生的一个位置,这样就提高了获取卡顿信息的一个准确性。
1.10TextView setText耗时的原因,对TextView绘制层源码的理解?
1.11移动端获取网络数据优化的几个点
1、连接复用:节省连接建立时间,如开启 keep-alive。于Android来说默认情况下HttpURLConnection和HttpClient都开启了keep-alive。只是2.2之前HttpURLConnection存在影响连接池的Bug。
2、请求合并:即将多个请求合并为一个进行请求,比较常见的就是网页中的CSS Image Sprites。如果某个页面内请求过多,也可以考虑做一定的请求合并。
3、减少请求数据的大小:对于post请求,body可以做gzip压缩的,header也可以做数据压缩(不过只支持http 2.0)。
返回数据的body也可以做gzip压缩,body数据体积可以缩小到原来的30%左右(也可以考虑压缩返回的json数据的key数据的体积,尤其是针对返回数据格式变化不大的情况,支付宝聊天返回的数据用到了)。
4、根据用户的当前的网络质量来判断下载什么质量的图片(电商用的比较多)。
5、使用HttpDNS优化DNS:DNS存在解析慢和DNS劫持等问题,DNS 不仅支持 UDP,它还支持 TCP,但是大部分标准的 DNS 都是基于 UDP 与 DNS 服务器的 53 端口进行交互。HTTPDNS 则不同,顾名思义它是利用 HTTP 协议与 DNS 服务器的 80 端口进行交互。不走传统的 DNS 解析,从而绕过运营商的 LocalDNS 服务器,有效的防止了域名劫持,提高域名解析的效率。
1.12关于网络优化可参照百度APP网络优化
网络优化最佳实践!百度App网络深度优化系列《一》DNS优化
网络优化最佳实践!百度App网络深度优化系列《二》连接优化
网络优化最佳实践!百度App网络深度优化系列《三》弱网优化
1.13APP安全优化
1.14为什么WebView加载会慢呢?
这是因为在客户端中,加载H5页面之前,需要先初始化WebView,在WebView完全初始化完成之前,后续的界面加载过程都是被阻塞的。
优化手段围绕着以下两个点进行:
预加载WebView。
加载WebView的同时,请求H5页面数据。因此常见的方法是:
全局WebView。
客户端代理页面请求。WebView初始化完成后向客户端请求数据。
asset存放离线包。除此之外还有一些其他的优化手段:
脚本执行慢,可以让脚本最后运行,不阻塞页面解析。
DNS链接慢,可以让客户端复用使用的域名与链接。
React框架代码执行慢,可以将这部分代码拆分出来,提前进行解析。
1.15如何优化自定义View
为了加速你的view,对于频繁调用的方法,需要尽量减少不必要的代码。先从onDraw开始,需要特别注意不应该在这里做内存分配的事情,因为它会导致GC,从而导致卡顿。在初始化或者动画间隙期间做分配内存的动作。不要在动画正在执行的时候做内存分配的事情。
你还需要尽可能的减少onDraw被调用的次数,大多数时候导致onDraw都是因为调用了invalidate().因此请尽量减少调用invaildate()的次数。如果可能的话,尽量调用含有4个参数的invalidate()方法而不是没有参数的invalidate()。没有参数的invalidate会强制重绘整个view。
另外一个非常耗时的操作是请求layout。任何时候执行requestLayout(),会使得Android UI系统去遍历整个View的层级来计算出每一个view的大小。如果找到有冲突的值,它会需要重新计算好几次。另外需要尽量保持View的层级是扁平化的,这样对提高效率很有帮助。
如果你有一个复杂的UI,你应该考虑写一个自定义的ViewGroup来执行他的layout操作。与内置的view不同,自定义的view可以使得程序仅仅测量这一部分,这避免了遍历整个view的层级结构来计算大小。
1.16TraceView的实现原理,分析数据误差来源。
2.Android Framework相关
2.1View的事件分发机制?滑动冲突怎么解决?
触摸事件对应的是MotionEvent类,事件的类型主要有如下三种:
ACTION_DOWN
ACTION_MOVE(移动的距离超过一定的阈值会被判定为ACTION_MOVE操作)
ACTION_UP
View事件分发本质就是对MotionEvent事件分发的过程。即当一个MotionEvent发生后,系统将这个点击事件传递到一个具体的View上。事件分发流程
事件分发过程由三个方法共同完成:
dispatchTouchEvent:方法返回值为true表示事件被当前视图消费掉;返回为super.dispatchTouchEvent表示继续分发该事件,返回为false表示交给父类的onTouchEvent处理。
onInterceptTouchEvent:方法返回值为true表示拦截这个事件并交由自身的onTouchEvent方法进行消费;返回false表示不拦截,需要继续传递给子视图。如果return super.onInterceptTouchEvent(ev), 事件拦截分两种情况: ?
1.如果该View存在子View且点击到了该子View, 则不拦截, 继续分发
给子View 处理, 此时相当于return false。
2.如果该View没有子View或者有子View但是没有点击中子View(此时ViewGroup
相当于普通View), 则交由该View的onTouchEvent响应,此时相当于return true。注意:一般的LinearLayout、 RelativeLayout、FrameLayout等ViewGroup默认不拦截, 而
ScrollView、ListView等ViewGroup则可能拦截,得看具体情况。
onTouchEvent:方法返回值为true表示当前视图可以处理对应的事件;返回值为false表示当前视图不处理这个事件,它会被传递给父视图的onTouchEvent方法进行处理。如果return super.onTouchEvent(ev),事件处理分为两种情况:
1.如果该View是clickable或者longclickable的,则会返回true, 表示消费
了该事件, 与返回true一样;
2.如果该View不是clickable或者longclickable的,则会返回false, 表示不
消费该事件,将会向上传递,与返回false一样。注意:在Android系统中,拥有事件传递处理能力的类有以下三种:
Activity:拥有分发和消费两个方法。
ViewGroup:拥有分发、拦截和消费三个方法。
View:拥有分发、消费两个方法。
2.2如何解决View的事件冲突?
常见开发中事件冲突的有ScrollView与RecyclerView的滑动冲突、RecyclerView内嵌同时滑动同一方向。
滑动冲突的处理规则:
对于由于外部滑动和内部滑动方向不一致导致的滑动冲突,可以根据滑动的方向判断谁来拦截事件。
对于由于外部滑动方向和内部滑动方向一致导致的滑动冲突,可以根据业务需求,规定何时让外部View拦截事件,何时由内部View拦截事件。
对于上面两种情况的嵌套,相对复杂,可同样根据需求在业务上找到突破点。滑动冲突的实现方法:
外部拦截法:指点击事件都先经过父容器的拦截处理,如果父容器需要此事件就拦截,否则就不拦截。具体方法:需要重写父容器的onInterceptTouchEvent方法,在内部做出相应的拦截。
内部拦截法:指父容器不拦截任何事件,而将所有的事件都传递给子容器,如果子容器需要此事件就直接消耗,否则就交由父容器进行处理。具体方法:需要配合requestDisallowInterceptTouchEvent方法。
2.3View的绘制流程?
DecorView被加载到Window中
- 从Activity的startActivity开始,最终调用到ActivityThread的handleLaunchActivity方法来创建Activity,首先,会调用performLaunchActivity方法,内部会执行Activity的onCreate方法,从而完成DecorView和Activity的创建。然后,会调用handleResumeActivity,里面首先会调用performResumeActivity去执行Activity的onResume()方法,执行完后会得到一个ActivityClientRecord对象,然后通过r.window.getDecorView()的方式得到DecorView,然后会通过a.getWindowManager()得到WindowManager,最终调用其addView()方法将DecorView加进去。
- WindowManager的实现类是WindowManagerImpl,它内部会将addView的逻辑委托给WindowManagerGlobal,可见这里使用了接口隔离和委托模式将实现和抽象充分解耦。在WindowManagerGlobal的addView()方法中不仅会将DecorView添加到Window中,同时会创建ViewRootImpl对象,并将ViewRootImpl对象和DecorView通过root.setView()把DecorView加载到Window中。这里的ViewRootImpl是ViewRoot的实现类,是连接WindowManager和DecorView的纽带。View的三大流程均是通过ViewRoot来完成的。
2.4Android中进程和线程的关系?区别?
- 线程是CPU调度的最小单元,同时线程是一种有限的系统资源;而进程一般指一个执行单元,在PC和移动设备上指一个程序或者一个应用。
- 一般来说,一个App程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程(包含与被包含的关系),通俗来讲就是,在App这个工厂里面有一个进程,线程就是里面的生产线,但主线程(即主生产线)只有一条,而子线程(即副生产线)可以有多个。
- 进程有自己独立的地址空间,而进程中的线程共享此地址空间,都可以并发执行。
2.5为何需要IPC?多进程通信可能会出现的问题?
所有运行在不同进程的四大组件(Activity、Service、Receiver、ContentProvider)共享数据都会失败,这是由于Android为每个应用分配了独立的虚拟机,不同的虚拟机在内存分配上有不同的地址空间,这会导致在不同的虚拟机中访问同一个类的对象会产生多份副本。比如常用例子(通过开启多进程获取更大内存空间、两个或者多个应用之间共享数据、微信全家桶)。
一般来说,使用多进程通信会造成如下几方面的问题:
- 静态成员和单例模式完全失效:独立的虚拟机造成。
- 线程同步机制完全失效:独立的虚拟机造成。
- SharedPreferences的可靠性下降:这是因为Sp不支持两个进程并发进行读写,有一定几率导致数据丢失。
- Application会多次创建:Android系统在创建新的进程时会分配独立的虚拟机,所以这个过程其实就是启动一个应用的过程,自然也会创建新的Application。
2.6为什么选择Binder?
为什么选用Binder,在讨论这个问题之前,我们知道Android也是基于Linux内核,Linux现有的进程通信手段有以下几种:
- 管道:在创建时分配一个page大小的内存,缓存区大小比较有限;
- 消息队列:信息复制两次,额外的CPU消耗;不合适频繁或信息量大的通信;
- 共享内存:无须复制,共享缓冲区直接附加到进程虚拟地址空间,速度快;但进程间的同步问题操作系统无法实现,必须各进程利用同步工具解决;
- 套接字:作为更通用的接口,传输效率低,主要用于不同机器或跨网络的通信;
- 信号量:常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。 不适用于信息交换,更适用于进程中断控制,比如非法内存访问,杀死某个进程等;
既然有现有的IPC方式,为什么重新设计一套Binder机制呢。主要是出于以上三个方面的考量:
- 1、效率:传输效率主要影响因素是内存拷贝的次数,拷贝次数越少,传输速率越高。从Android进程架构角度分析:对于消息队列、Socket和管道来说,数据先从发送方的缓存区拷贝到内核开辟的缓存区中,再从内核缓存区拷贝到接收方的缓存区,一共两次拷贝,如图:
而对于Binder来说,数据从发送方的缓存区拷贝到内核的缓存区,而接收方的缓存区与内核的缓存区是映射到同一块物理地址的,节省了一次数据拷贝的过程,如图:
共享内存不需要拷贝,Binder的性能仅次于共享内存。
- 2、稳定性:上面说到共享内存的性能优于Binder,那为什么不采用共享内存呢,因为共享内存需要处理并发同步问题,容易出现死锁和资源竞争,稳定性较差。Socket虽然是基于C/S架构的,但是它主要是用于网络间的通信且传输效率较低。Binder基于C/S架构 ,Server端与Client端相对独立,稳定性较好。
- 3、安全性:传统Linux IPC的接收方无法获得对方进程可靠的UID/PID,从而无法鉴别对方身份;而Binder机制为每个进程分配了UID/PID,且在Binder通信时会根据UID/PID进行有效性检测。
Binder机制的作用和原理?
Linux系统将一个进程分为用户空间和内核空间。对于进程之间来说,用户空间的数据不可共享,内核空间的数据可共享,为了保证安全性和独立性,一个进程不能直接操作或者访问另一个进程,即Android的进程是相互独立、隔离的,这就需要跨进程之间的数据通信方式。普通的跨进程通信方式一般需要2次内存拷贝,如下图所示:
一次完整的 Binder IPC 通信过程通常是这样:
- 首先 Binder 驱动在内核空间创建一个数据接收缓存区。
- 接着在内核空间开辟一块内核缓存区,建立内核缓存区和内核中数据接收缓存区之间的映射关系,以及内核中数据接收缓存区和接收进程用户空间地址的映射关系。
- 发送方进程通过系统调用 copyfromuser() 将数据 copy 到内核中的内核缓存区,由于内核缓存区和接收进程的用户空间存在内存映射,因此也就相当于把数据发送到了接收进程的用户空间,这样便完成了一次进程间的通信。
Binder框架中ServiceManager的作用?
Binder框架 是基于 C/S 架构的。由一系列的组件组成,包括 Client、Server、ServiceManager、Binder驱动,其中 Client、Server、Service Manager 运行在用户空间,Binder 驱动运行在内核空间。如下图所示:
- Server&Client:服务器&客户端。在Binder驱动和Service Manager提供的基础设施上,进行Client-Server之间的通信。
- ServiceManager(如同DNS域名服务器)服务的管理者,将Binder名字转换为Client中对该Binder的引用,使得Client可以通过Binder名字获得Server中Binder实体的引用。
- Binder驱动(如同路由器):负责进程之间binder通信的建立,计数管理以及数据的传递交互等底层支持。
最后,结合Android跨进程通信:图文详解 Binder机制 的总结图来综合理解一下:
2.7AMS家族重要术语解释。
1.ActivityManagerServices,简称AMS,服务端对象,负责系统中所有Activity的生命周期。
2.ActivityThread,App的真正入口。当开启App之后,调用main()开始运行,开启消息循环队列,这就是传说的UI线程或者叫主线程。与ActivityManagerService一起完成Activity的管理工作。
3.ApplicationThread,用来实现ActivityManagerServie与ActivityThread之间的交互。在ActivityManagerSevice需要管理相关Application中的Activity的生命周期时,通过ApplicationThread的代理对象与ActivityThread通信。
4.ApplicationThreadProxy,是ApplicationThread在服务器端的代理,负责和客户端的ApplicationThread通信。AMS就是通过该代理与ActivityThread进行通信的。
5.Instrumentation,每一个应用程序只有一个Instrumetation对象,每个Activity内都有一个对该对象的引用,Instrumentation可以理解为应用进程的管家,ActivityThread要创建或暂停某个Activity时,都需要通过Instrumentation来进行具体的操作。
6.ActivityStack,Activity在AMS的栈管理,用来记录经启动的Activity的先后关系,状态信息等。通过ActivtyStack决定是否需要启动新的进程。
7.ActivityRecord,ActivityStack的管理对象,每个Acivity在AMS对应一个ActivityRecord,来记录Activity状态以及其他的管理信息。其实就是服务器端的Activit对象的映像。
8.TaskRecord,AMS抽象出来的一个“任务”的概念,是记录ActivityRecord的栈,一个“Task”包含若干个ActivityRecord。AMS用TaskRecord确保Activity启动和退出的顺序。如果你清楚Activity的4种launchMode,那么对这概念应该不陌生。
2.8ActivityThread工作原理。
2.9广播发送和接收的原理了解吗?
- 继承BroadcastReceiver,重写onReceive()方法。
- 通过Binder机制向ActivityManagerService注册广播。
- 通过Binder机制向ActivityMangerService发送广播。
- ActivityManagerService查找符合相应条件的广播(IntentFilter/Permission)的BroadcastReceiver,将广播发送到BroadcastReceiver所在的消息队列中。
- BroadcastReceiver所在消息队列拿到此广播后,回调它的onReceive()方法。
2.10apk打包流程
1.通过AAPT工具进行资源文件(包括AndroidManifest.xml、布局文件、各种xml资源等)的打包,生成R.java文件。
2.通过AIDL工具处理AIDL文件,生成相应的Java文件。
3.通过Java Compiler编译R.java、Java接口文件、Java源文件,生成.class文件。
4.通过dex命令,将.class文件和第三方库中的.class文件处理生成classes.dex,该过程主要完成Java字节码转换成Dalvik字节码,压缩常量池以及清除冗余信息等工作。
5.通过ApkBuilder工具将资源文件、DEX文件打包生成APK文件。
6.通过Jarsigner工具,利用KeyStore对生成的APK文件进行签名。
7.如果是正式版的APK,还会利用ZipAlign工具进行对齐处理,对齐的过程就是将APK文件中所有的资源文件距离文件的起始距位置都偏移4字节的整数倍,这样通过内存映射访问APK文件的速度会更快,并且会减少其在设备上运行时的内存占用。
2.11说下安卓虚拟机和java虚拟机的原理和不同点?
JVM、Davilk、ART三者的原理和区别
JVM 和Dalvik虚拟机的区别
JVM:.java -> javac -> .class -> jar -> .jar
架构: 堆和栈的架构.
DVM:.java -> javac -> .class -> dx.bat -> .dex
架构: 寄存器(cpu上的一块高速缓存)
3.Android优秀三方库源码及架构设计
3.1原理性问题
网络底层框架:OkHttp实现原理
网络封装框架:Retrofit实现原理
响应式编程框架:RxJava实现原理
图片加载框架:Glide实现原理
事件总线框架:EventBus实现原理
内存泄漏检测框架:LeakCanary实现原理
依赖注入框架:ButterKnife实现原理
依赖全局管理框架:Dagger2实现原理
数据库框架:GreenDao实现原理
MVC MVP MVVM原理和区别?
3.2为什么要在项目中使用OKHTTP这个库?
1.OkHttp 提供了对最新的 HTTP 协议版本 HTTP/2 和 SPDY 的支持,这使得对同一个主机发出的所有请求都可以共享相同的套接字连接。
2.如果 HTTP/2 和 SPDY 不可用,OkHttp 会使用连接池来复用连接以提高效率。
3.OkHttp 提供了对 GZIP 的默认支持来降低传输内容的大小。
4.OkHttp 也提供了对 HTTP 响应的缓存机制,可以避免不必要的网络请求。
5.当网络出现问题时,OkHttp 会自动重试一个主机的多个 IP 地址。
3.3OKhttp针对网络层有哪些优化?
3.4网络请求缓存处理,okhttp如何处理网络缓存的?
3.5从网络加载一个10M的图片,说下注意事项?
3.6WebSocket与socket的区别?
3.7Retrofit优势
1、功能强大:
支持同步、异步
支持多种数据的解析 & 序列化格式
支持RxJava
2、简洁易用:
通过注解配置网络请求参数
采用大量设计模式简化使用
3、可扩展性好:
功能模块高度封装
解耦彻底,如自定义Converters
3.8为什么用Glide
1、多样化媒体加载:不仅可以进行图片缓存,还支持Gif、WebP、缩略图,甚至是Video。
2、通过设置绑定生命周期:可以使加载图片的生命周期动态管理起来。
3、高效的缓存策略:支持内存、Disk缓存,并且Picasso只会缓存原始尺寸的图片,内Glide缓存的是多种规格,也就是Glide会根据你ImageView的大小来缓存相应大小的图片尺寸。
4、内存开销小:默认的Bitmap格式是RGB_565格式,而Picasso默认的是ARGB_8888格式,内存开销小一半。
3.9Glide源码机制的核心思想:
使用一个弱引用map activeResources来盛放项目中正在使用的资源。Lrucache中不含有正在使用的资源。资源内部有个计数器来显示自己是不是还有被引用的情况,把正在使用的资源和没有被使用的资源分开有什么好处呢??因为当Lrucache需要移除一个缓存时,会调用resource.recycle()方法。注意到该方法上面注释写着只有没有任何consumer引用该资源的时候才可以调用这个方法。那么为什么调用resource.recycle()方法需要保证该资源没有任何consumer引用呢?glide中resource定义的recycle()要做的事情是把这个不用的资源(假设是bitmap或drawable)放到bitmapPool中。bitmapPool是一个bitmap回收再利用的库,在做transform的时候会从这个bitmapPool中拿一个bitmap进行再利用。这样就避免了重新创建bitmap,减少了内存的开支。而既然bitmapPool中的bitmap会被重复利用,那么肯定要保证回收该资源的时候(即调用资源的recycle()时),要保证该资源真的没有外界引用了。这也是为什么glide花费那么多逻辑来保证Lrucache中的资源没有外界引用的原因。
3.10Glide内存缓存如何控制大小?
3.11加载bitmap过程(怎样保证不产生内存溢出)
3.12Bitmap如何处理大图,如一张30M的大图,如何预防OOM?
3.13MVP与MVC的主要区别:
1、(最主要区别)View与Model并不直接交互,而是通过与Presenter交互来与Model间接交互。而在MVC中View可以与Model直接交互。
实战系列
话不多说,Android实战系列集合都已经系统分类好,由于文章篇幅问题没法过多展示,获取学习笔记链接:点击我的腾讯文档免费获取
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