安卓面试基础5

Posted on 2024-10-12 In Android , 面试

Okhttp 框架源码

OkHttp是一个高效、灵活的HTTP客户端框架，其源码设计精巧，其中包含了许多值得学习的设计模式和实现技术。以下是OkHttp框架的主要组成部分及其源码分析。

1. 基本架构

OkHttp的基本架构包括以下几个核心组件：

OkHttpClient：核心配置类，用于构建HTTP请求。
Request：表示一个HTTP请求。
Response：表示一个HTTP响应。
Call：表示一个可以执行的请求。
Dispatcher：负责请求的调度和执行。
Interceptor：拦截器，用于在请求、响应的过程中进行处理。

2. 主要组件源码分析

2.1 OkHttpClient

OkHttpClient是OkHttp的核心类，负责配置和执行请求。它是一个不可变的对象，通过Builder模式进行创建。

1
2
3

OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
        .connectTimeout(10, TimeUnit.SECONDS)
        .build();

2.2 Request和Response

Request和Response分别用于表示HTTP请求和响应，这两个类都使用了Builder模式来构建。

1
2
3

Request request = new Request.Builder()
        .url("https://example.com")
        .build();

2.3 Call

Call是对一次HTTP请求的抽象，通过OkHttpClient的newCall方法创建。

1	Call call = client.newCall(request);

同步执行：call.execute()，返回一个Response对象。
异步执行：call.enqueue(Callback)，回调会在请求完成或失败时触发。

2.4 Dispatcher

Dispatcher负责管理并发请求，控制最大同时请求数等。

通过线程池管理请求。
可配置最大并发请求数。

1
2
3

Dispatcher dispatcher = new Dispatcher();
dispatcher.setMaxRequests(64);
client = client.newBuilder().dispatcher(dispatcher).build();

2.5 Interceptor

拦截器是OkHttp中的重要概念，用于在请求和响应的过程中进行干预。

应用拦截器：不受重试和重定向的影响。
网络拦截器：能够处理重试和重定向。

1
2
3

client = client.newBuilder()
        .addInterceptor(new LoggingInterceptor())
        .build();

3. 工作流程

创建Request：使用Request.Builder构建请求。
创建Call：通过OkHttpClient.newCall()创建请求任务。
执行Call：使用execute()同步请求或enqueue()异步请求。
拦截器链：请求在执行前后会经过一系列拦截器。
Dispatcher调度：管理请求任务的调度。
返回Response：请求完成后返回Response对象。

4. 拦截器源码分析

拦截器链的核心实现通过RealInterceptorChain类，负责将请求一个个传递给下一个拦截器。

拦截器接口：

1
2
3

public interface Interceptor {
    Response intercept(Chain chain) throws IOException;
}

拦截器链：

public final class RealInterceptorChain implements Interceptor.Chain {
    private final List<Interceptor> interceptors;
    private final int index;
    // 省略其他属性

    public Response proceed(Request request) throws IOException {
        if (index >= interceptors.size()) throw new AssertionError();

        // Call the next interceptor in the chain.
        RealInterceptorChain next = new RealInterceptorChain(interceptors, index + 1);
        Interceptor interceptor = interceptors.get(index);
        Response response = interceptor.intercept(next);

        return response;
    }
}

5. 连接复用

OkHttp使用连接池来管理HTTP连接，提高请求效率。连接池通过ConnectionPool类管理，默认情况下会复用HTTP/1.1的持久连接和HTTP/2的多路复用连接。

6. 总结

OkHttp通过合理的设计模式（如Builder模式、责任链模式）和高效的资源管理（如连接池、线程池），实现了功能强大且易于使用的HTTP客户端。通过深入理解其源码，可以学习到许多关于Java网络编程及设计模式的优秀实践。

Retrofift 框架讲解

Retrofit是一个基于OkHttp的类型安全的HTTP客户端库，广泛用于Android开发中进行网络请求。它通过注解将HTTP API转换为Java接口，使得网络请求更加简洁和易于维护。

1. 基本架构

Retrofit的核心组件包括：

Retrofit：核心配置类，用于创建API接口的实现。
Call：表示一次HTTP请求。
Converter：负责将请求和响应数据进行序列化和反序列化。
CallAdapter：适配器，用于将Call对象转换为所需的返回类型。

2. 主要组件源码分析

2.1 Retrofit

Retrofit类是整个库的核心，它通过Builder模式进行配置和创建。

Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
        .baseUrl("https://api.example.com/")
        .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
        .build();

Retrofit.Builder类提供了一系列方法来配置Retrofit实例，比如设置基础URL、添加转换器工厂、添加Call适配器工厂等。

2.2 API接口

API接口通过注解定义HTTP请求，Retrofit会自动生成实现类。

public interface ApiService {
    @GET("users/{id}")
    Call<User> getUser(@Path("id") int userId);
}

2.3 动态代理

Retrofit通过Java的动态代理来创建API接口的实现。create()方法中，使用Proxy.newProxyInstance()生成接口的实现类。

public <T> T create(final Class<T> service) {
    return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(), new Class<?>[]{service}, new InvocationHandler() {
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            // 省略具体实现
        }
    });
}

2.4 ServiceMethod

ServiceMethod类是解析注解和处理方法调用的核心。parseAnnotations()方法解析API接口的方法注解，构建相应的请求。

1
2
3

static <T> ServiceMethod<T> parseAnnotations(Retrofit retrofit, Method method) {
    // 解析注解，构建ServiceMethod实例
}

2.5 CallAdapter

CallAdapter负责将Call对象转换为所需的返回类型。默认的CallAdapter返回Call对象，但可以通过添加自定义的适配器工厂来支持RxJava等。

public interface CallAdapter<R, T> {
    Type responseType();
    T adapt(Call<R> call);
}

2.6 Converter

Converter用于将请求体转换为特定格式的请求数据，以及将响应体转换为所需的数据类型。

1
2
3

public interface Converter<F, T> {
    T convert(F value) throws IOException;
}

3. 工作流程

创建Retrofit实例：通过Retrofit.Builder配置和构建Retrofit实例。
创建API接口实现：使用create()方法生成API接口的动态代理实现。
调用API方法：调用API接口方法时，代理对象会拦截方法调用，并通过ServiceMethod解析注解构建请求。
执行网络请求：构建的请求通过OkHttp执行，并返回Call对象。
适配器和转换器：CallAdapter和Converter负责将请求和响应数据进行转换。

4. 源码分析示例

以下是一个简单的API接口调用示例，结合源码进行详细分析：

public interface ApiService {
    @GET("users/{id}")
    Call<User> getUser(@Path("id") int userId);
}

Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
        .baseUrl("https://api.example.com/")
        .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
        .build();

ApiService apiService = retrofit.create(ApiService.class);
Call<User> call = apiService.getUser(1);

Step 1: 创建Retrofit实例

Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
        .baseUrl("https://api.example.com/")
        .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
        .build();

Retrofit.Builder通过一系列方法设置基础URL、转换器工厂等，最终调用build()方法创建Retrofit实例。

Step 2: 创建API接口实现
1
ApiService apiService = retrofit.create(ApiService.class);
create()方法通过动态代理生成ApiService接口的实现类。当调用apiService.getUser(1)时，InvocationHandler会拦截方法调用。

Step 3: 解析注解和构建ServiceMethod

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    ServiceMethod<?> serviceMethod = loadServiceMethod(method);
    OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
    return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);
}

loadServiceMethod(method)方法解析注解并构建ServiceMethod实例，OkHttpCall封装了具体的请求和参数。

Step 4: 执行网络请求

Call<User> call = apiService.getUser(1);
call.enqueue(new Callback<User>() {
    @Override
    public void onResponse(Call<User> call, Response<User> response) {
        // 处理成功响应
    }

    @Override
    public void onFailure(Call<User> call, Throwable t) {
        // 处理失败响应
    }
});

enqueue()方法将请求放入OkHttp的调度队列中执行，并在请求完成时回调onResponse或onFailure。

5. 总结

Retrofit通过动态代理、注解解析、拦截器、适配器和转换器等机制，简化了HTTP API的调用流程，大大提高了代码的可读性和可维护性。了解其源码设计，可以帮助开发者更好地掌握Java高级特性和设计模式。

Glide 框架讲解

Glide是一个强大的图片加载和缓存库，广泛用于Android开发中。它的源码设计精巧，涉及到很多设计模式和架构理念。

1. 基本架构

Glide的核心组件包括：

Glide：主要入口，负责配置和启动图片请求。
RequestManager：管理和发起图片请求。
RequestBuilder：构建具体的图片请求。
Engine：负责加载和缓存图片资源。
DiskCacheStrategy：磁盘缓存策略。
ModelLoader：加载数据模型。

2. 主要组件源码分析

2.1 Glide

Glide类是整个库的入口，通过with(Context)方法获取RequestManager实例。

1
2
3

Glide.with(context)
     .load(url)
     .into(imageView);

2.2 RequestManager

RequestManager负责管理和发起图片请求。每个Activity或Fragment都有自己的RequestManager实例，确保其生命周期与视图同步。

1	RequestManager requestManager = Glide.with(context);

2.3 RequestBuilder

RequestBuilder用于构建具体的图片请求。它允许链式调用来配置请求细节，例如占位图、错误图、以及缓存策略等。

Glide.with(context)
     .load(url)
     .placeholder(R.drawable.placeholder)
     .error(R.drawable.error)
     .into(imageView);

2.4 Engine

Engine是Glide的核心，负责图片的加载和缓存。它通过EngineJob和DecodeJob来管理加载任务，并使用LruCache进行内存缓存。

EngineJob：管理加载任务的执行。
DecodeJob：负责图片解码。
LruCache：实现缓存管理。

2.5 DiskCacheStrategy

DiskCacheStrategy定义了磁盘缓存策略，如只缓存原始数据、只缓存转换后的数据等。

Glide.with(context)
     .load(url)
     .diskCacheStrategy(DiskCacheStrategy.ALL)
     .into(imageView);

2.6 ModelLoader

ModelLoader负责将数据模型转换为数据流，支持多种数据源，如本地文件、网络URL等。

1
2
3

public interface ModelLoader<Model, Data> {
    LoadData<Data> buildLoadData(Model model, int width, int height, Options options);
}

3. 工作流程

获取RequestManager：通过Glide.with(context)获取RequestManager实例。
构建RequestBuilder：链式调用load()、placeholder()等方法配置请求。
Engine加载图片：Engine负责加载图片并缓存。
显示图片：将图片加载到目标View中，通过into(imageView)方法完成。

4. 源码分析

以下是一个简单的图片加载示例，结合源码进行详细分析：

1
2
3

Glide.with(context)
     .load(url)
     .into(imageView);

Step 1: 获取RequestManager
1
RequestManager requestManager = Glide.with(context);
with()方法根据上下文获取RequestManagerRetriever，来管理RequestManager实例。
Step 2: 构建RequestBuilder
1
RequestBuilder<Drawable> requestBuilder = requestManager.load(url);
load()方法返回一个RequestBuilder，可以进一步配置请求参数。
Step 3: 发起图片请求
1
requestBuilder.into(imageView);
into()方法将请求提交到Engine，Engine会检查缓存并加载图片。
Step 4: Engine加载图片
Engine根据缓存策略，通过EngineJob和DecodeJob执行加载任务。

5. 设计模式

建造者模式：RequestBuilder使用建造者模式配置请求。
单例模式：Glide和Engine使用单例模式管理实例。
责任链模式：请求处理通过一系列拦截器和加载器链式进行。

6. 总结

Glide通过模块化设计和灵活的架构，实现了高效的图片加载和缓存。了解其源码设计，可以帮助开发者学习Android中如何实现复杂功能及提高代码效率。

Eventbus异步框架

EventBus 是一个开源的发布/订阅事件总线框架，广泛应用于 Android 应用程序。它使组件之间的通信变得更加简单和解耦。EventBus 支持同步和异步事件处理。

1. 基本概念

EventBus：事件总线，负责注册、注销和发送事件。
Subscriber：订阅者，接收特定类型的事件。
Event：事件对象，携带需要传递的信息。
ThreadMode：线程模式，指定事件处理的方法在哪个线程执行。

2. 主要组件源码分析

2.1 EventBus

EventBus 是核心类，负责管理订阅者和事件的分发。核心方法包括 register, unregister, post 等。

public class EventBus {
    private static final EventBus defaultInstance = new EventBus();

    public static EventBus getDefault() {
        return defaultInstance;
    }

    public void register(Object subscriber) { ... }
    public void unregister(Object subscriber) { ... }
    public void post(Object event) { ... }
}

2.2 Subscriber

订阅者类中的方法使用 @Subscribe 注解标记，指定接收事件的方法和处理线程模式。

public class MySubscriber {
    @Subscribe(threadMode = ThreadMode.MAIN)
    public void onEventMainThread(MyEvent event) {
        // 处理事件
    }
}

2.3 ThreadMode

ThreadMode 指定事件处理方法在哪个线程执行：

POSTING：在发布事件的线程处理事件。
MAIN：在主线程处理事件。
BACKGROUND：在后台线程处理事件。
ASYNC：使用线程池异步处理事件。

public enum ThreadMode {
    POSTING,
    MAIN,
    BACKGROUND,
    ASYNC
}

3. 工作流程

注册订阅者：通过 register 方法注册订阅者。
发布事件：通过 post 方法发布事件。
查找订阅方法：找到订阅者中标记了 @Subscribe 注解的方法。
分发事件：根据 ThreadMode 将事件分发到相应的线程处理。

4. 源码分析

以下是对关键方法的详细分析：

4.1 注册订阅者

register 方法将订阅者注册到 EventBus。

public void register(Object subscriber) {
    Class<?> subscriberClass = subscriber.getClass();
    List<SubscriberMethod> subscriberMethods = subscriberMethodFinder.findSubscriberMethods(subscriberClass);
    synchronized (this) {
        for (SubscriberMethod subscriberMethod : subscriberMethods) {
            subscribe(subscriber, subscriberMethod);
        }
    }
}

findSubscriberMethods：查找订阅者中标记了 @Subscribe 注解的方法。
subscribe：将订阅者和订阅方法存储到内部映射中。

4.2 查找订阅方法

SubscriberMethodFinder 查找订阅方法并缓存结果。

List<SubscriberMethod> findSubscriberMethods(Class<?> subscriberClass) {
    List<SubscriberMethod> subscriberMethods = methodCache.get(subscriberClass);
    if (subscriberMethods != null) {
        return subscriberMethods;
    }
    subscriberMethods = new ArrayList<>();
    // 省略具体实现
    methodCache.put(subscriberClass, subscriberMethods);
    return subscriberMethods;
}

4.3 发布事件

post 方法发布事件并分发给所有订阅者。

public void post(Object event) {
    PostingThreadState postingState = currentPostingThreadState.get();
    List<Object> eventQueue = postingState.eventQueue;
    eventQueue.add(event);
    if (!postingState.isPosting) {
        postingState.isMainThread = Looper.getMainLooper() == Looper.myLooper();
        postingState.isPosting = true;
        try {
            while (!eventQueue.isEmpty()) {
                postSingleEvent(eventQueue.remove(0), postingState);
            }
        } finally {
            postingState.isPosting = false;
            postingState.isMainThread = false;
        }
    }
}

postSingleEvent：处理单个事件，按照订阅者和优先级分发事件。

4.4 分发事件

postSingleEvent 具体实现，根据 ThreadMode 分发事件。

private void postSingleEvent(Object event, PostingThreadState postingState) throws Error {
    Class<?> eventClass = event.getClass();
    boolean subscriptionFound = false;
    for (Class<?> clazz = eventClass; clazz != null; clazz = clazz.getSuperclass()) {
        subscriptionFound |= postSingleEventForEventType(event, postingState, clazz);
    }
    if (!subscriptionFound) {
        // 没有找到订阅者
    }
}

postSingleEventForEventType：根据事件类型找到订阅者，并通过反射调用订阅方法。

5. 线程模式处理

根据 ThreadMode 不同，事件处理方法可能在不同的线程执行。

void handleSubscriberEvent(Subscription subscription, Object event) {
    switch (subscription.subscriberMethod.threadMode) {
        case POSTING:
            invokeSubscriber(subscription, event);
            break;
        case MAIN:
            if (isMainThread()) {
                invokeSubscriber(subscription, event);
            } else {
                // 切换到主线程
            }
            break;
        case BACKGROUND:
            if (isMainThread()) {
                // 切换到后台线程
            } else {
                invokeSubscriber(subscription, event);
            }
            break;
        case ASYNC:
            // 在线程池中执行
            break;
        default:
            throw new IllegalStateException("Unknown thread mode: " + subscription.subscriberMethod.threadMode);
    }
}

6. 总结

EventBus 通过注册和注销订阅者、发布事件、根据线程模式分发事件等机制，简化了组件之间的通信，解耦了各个模块。它的设计模式包括：

观察者模式：订阅者观察特定类型的事件。
反射机制：通过反射找到订阅方法并调用。
线程池：使用线程池处理异步事件。

Rxjava2 框架讲解

RxJava 2 是一个用于异步编程的响应式扩展库，广泛应用于 Android 开发中。它通过事件流和函数式编程简化了异步任务的处理。

1. 基本架构

RxJava 2 的核心组件包括：

Observable / Flowable：代表可观察的事件流。
Observer / Subscriber：订阅者，接收和处理事件。
Scheduler：调度器，控制事件在哪个线程执行。
Operator：操作符，用于转换和组合事件流。

2. 主要组件源码分析

2.1 Observable

Observable 是事件流的核心类，定义了事件的发射和传递。

public abstract class Observable<T> {
    public static <T> Observable<T> create(ObservableOnSubscribe<T> source) {
        return new ObservableCreate<>(source);
    }

    public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
        // 省略具体实现
    }
}

create()：用于创建一个 Observable 实例。
subscribe()：用于订阅事件流。

2.2 Observer

Observer 接口定义了接收事件的方法。

public interface Observer<T> {
    void onSubscribe(Disposable d);
    void onNext(T t);
    void onError(Throwable e);
    void onComplete();
}

onSubscribe()：在订阅时调用。
onNext()：接收每个事件。
onError()：如果发生错误，调用此方法。
onComplete()：当事件流完成时调用。

2.3 Scheduler

Scheduler 用于控制事件流在哪个线程执行。

public abstract class Scheduler {
    public abstract Worker createWorker();

    public static final Scheduler io() {
        return RxJavaPlugins.onIoScheduler(InstanceHolder.DEFAULT);
    }
}

io()：返回一个用于I/O操作的调度器。
createWorker()：用于创建工作线程。

2.4 Operator

操作符用于转换和组合事件流，通过链式调用实现复杂的数据流处理。

1
2
3

public final <R> Observable<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper) {
    return new ObservableMap<>(this, mapper);
}

map()：对每个事件应用一个函数，返回新的 Observable。

3. 工作流程

创建Observable：通过 create() 方法定义事件发射逻辑。
定义Observer：实现 Observer 接口，定义处理事件的方法。
订阅事件流：调用 subscribe() 方法，连接 Observable 和 Observer。
事件传递：通过操作符转换数据，使用 Scheduler 控制线程。

4. 源码分析

以下是对创建和订阅事件流的详细源码分析：

4.1 创建Observable

ObservableCreate 类是 create() 方法返回的实现类。

public final class ObservableCreate<T> extends Observable<T> {
    final ObservableOnSubscribe<T> source;

    public ObservableCreate(ObservableOnSubscribe<T> source) {
        this.source = source;
    }

    @Override
    protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
        CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<>(observer);
        observer.onSubscribe(parent);
        try {
            source.subscribe(parent);
        } catch (Throwable e) {
            parent.onError(e);
        }
    }
}

subscribeActual()：实际的订阅逻辑，将事件发射器与观察者连接。

4.2 订阅事件流

subscribe() 方法用于连接 Observable 和 Observer。

public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
    try {
        observer = RxJavaPlugins.onSubscribe(this, observer);
        subscribeActual(observer);
    } catch (NullPointerException e) {
        throw e;
    }
}

subscribeActual()：调用 Observable 的实际订阅实现。

4.3 事件传递

操作符通过装饰模式实现事件的转换。

public final class ObservableMap<T, U> extends AbstractObservableWithUpstream<T, U> {
    final Function<? super T, ? extends U> function;

    @Override
    protected void subscribeActual(Observer<? super U> observer) {
        source.subscribe(new MapObserver<>(observer, function));
    }
}

ObservableMap：通过应用函数转换事件。

5. 线程调度

RxJava 使用 Scheduler 控制事件在哪个线程执行。

1
2
3

public final Observable<T> subscribeOn(Scheduler scheduler) {
    return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableSubscribeOn<>(this, scheduler));
}

subscribeOn()：指定事件流在哪个线程开始执行。

6. 总结

RxJava 2 通过事件流、操作符和调度器，提供了强大的异步编程能力。其设计模式包括：

观察者模式：Observable 和 Observer 实现事件观察。
装饰模式：操作符通过装饰模式实现事件流的转换。
策略模式：Scheduler 控制线程执行策略。

了解 RxJava 2 的源码设计，可以帮助开发者更好地掌握响应式编程及其在 Android 开发中的应用。