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分层模型

• 应用层：负责处理特定的应用程序细节，如 HTTP、FTP、DNS
• 运输层：为两台主机提供端到端的基础通信，如 TCP、UDP
• 网络层：控制分组传输、路由选择等，如 IP
• 链路层：操作系统设备驱动程序、网卡相关接口

UDP

• UDP 头结构：来源端口、目的端口、长度域、校验和
• 特点：不可靠、无序、面向报文、速度快、轻量
• 适用场景：适用于即时通讯、视频通话等
• 应用：DHCP、DNS、QUCI、VXLAN、GTP-U、TFTP、SNMP

TCP

• TCP 头结构：来源端口、目的端口、序号、确认序号、SYN/ACK 等状态位、窗口大小、校验和、紧急指针
• 特点：面向字节流、有拥塞和流量控制、可靠、有序、速度慢、较重量，通过滑动窗口实现流量控制、用塞控制
• 适用场景：文件传输、浏览器等
• 应用：HTTP、HTTPS、RTMP、FTP、SMTP、POP3
• 三次握手：

1. C->S：SYN，seq=x（你能听到吗？）2. S->C：SYN，seq=y，ack=x+1（我能听到，你能听到吗？）3. C->S：ACK，seq=x+1，ack=y+1（我能听到，开始吧）两方都要能确保：我说的话，你能听到；你说的话，我能听到。所以需要三次握手

• 四次挥手:

1. C->S：FIN，seq=p（我说完了）2. S->C：ACK，ack=p+1（我知道了，等一下，我可能还没说完）3. S->C：FIN，seq=q，ACK，ack=p+1（我也说完了）4. C->S：ACK，ack=q+1（我知道了，结束吧）S 收到 C 结束的消息后 S 可能还没说完，没法立即回复结束标示，只能等说完后再告诉 C ：我说完了

HTTP

• 超文本传输协议，明文传输，默认 80 端口
• POST 和 GET：Get 参数放在 url 中；Post 参数放在 request Body 中
• 访问网页过程：DNS 域名解析、TCP 三次握手建立连接、发起 HTTP 请求

HTTPS

• 默认 443 端口，使用 SSL 协议对 HTTP 传输数据进行了加密，安全
• 加密过程：Client/Server 通过非对称加密生成密钥，然后用这个密钥去对称加密传输数据

算法：数据结构、常用算法

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数据结构

• 数组、链表
• 栈、队列
• 散列表
• 树、堆、图

常用算法

• 排序
• 双指针、滑动窗口、字符串
• 递归、分治、二分
• 回溯、贪心、动态规划

Java 基础：StringBuilder、泛型擦除、Exception、IO、容器

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StringBuilder

• StringBuffer 线程安全，StringBuilder 线程不安全
• +实际上是用 StringBuilder 来实现的，所以非循环体可以直接用 +，循环体不行，因为会频繁创建 StringBuilder
• String.concat 实质是 new String ，效率也低，耗时排序：StringBuilder < StringBuffer < concat < +

泛型擦除

• 修饰成员变量等类结构相关的泛型不会被擦除
• 容器类泛型会被擦除

Exception 和 Error

• Exception 和 Error 都继承自 Throwable
• Error 大部分是指不可恢复的错误状态，比如 OOM，所以也不需要捕获
• Exception 分为 CheckedException 和 UnCheckedException
• CheckedException：必须显式捕获，受编译器检查，比如 io 操作
• UnCheckedException：不用显示捕获，比如空指针、数组越界等

IO 、 NIO、 OKIO

• IO 是面向流的，一次一个字节的处理，NIO 是面向缓冲区的，一次产生或消费一个数据块
• IO 是阻塞的，NIO 是非阻塞的
• NIO 支持内存映射方式
• okio 相比 io 和 nio，api 更简单易用
• okio 支持超时机制
• okio 引入 ByteString 空间换时间提高性能
• okio 采用 segment 机制进行内存共享，节省 copy 时间消耗

ArrayList、LinkedList

• ArrayList
• 基于数组实现，查找快：o(1)，增删慢：o(n)
• 初始容量为10，扩容通过 System.arrayCopy 方法
• LinkedList
• 基于双向链表实现，查找慢：o(n)，增删快：o(1)
• 封装了队列和栈的调用

HashMap 、HashTable、HashSet

• HashMap（允许 key/value 为 null）
• 基于数组和单向链表实现，数组是 HashMap 的主体；链表是为解决哈希冲突而存在的，存放的是key和value结合的实体
• 数组索引通过 key.hashCode（还会二次 hash） 得到，有java基础学习android在链表上通过 key.equals 索引
• 哈希冲突落在同一个桶中时，直接放在链表头部（java1.8后放到尾部）
• JAVA 8 中链表数量大于 8 时会转为红黑树存储，查找时间由 O(n) 变为 O(logn)
• 数组长度总是2的n次方：这样就能通过位运算实现取余，从而让 index 能落在数组长度范围内
• 加载因子（默认0.75）表示添加到多少填充比时进行扩容，填充比大：链表较长，查找慢；填充比小：链表短，查找快
• 扩容时直接创建原数组两倍的长度，然后将原有对象再进行hash找到新的index，重新放
• HashTable（不允许 key/value 为 null)
• 数据结构和 HashMap 一样
• 线程安全
• HashSet
• 基于 HashMap 实现，元素就是 HashMap 的 key，Value 传入了一个固定值

ArrayMap、SparseArray

• ArrayMap
• 基于两个数组实现，一个存放 hash；一个存放键值对
• 存放 hash 的数组是有序的，查找时使用二分法查找
• 发生哈希冲突时键值对数组里连续存放，查找时也是通过 key.equals索引，找不到时先向后再向前遍历相同hash值的键值对数组
• 扩容时不像 HashMap 直接 double，内存利用率高；也不需要重建哈希表，只需要调用 system.arraycopy 数组拷贝，性能较高
• 不适合存大量数据（1000以下），因为数据量大的时候二分查找相比红黑树会慢很多
• SparseArray
• 基于 ArrayMap，key 只能是特定类型

Concurrent 集合

• ConcurrentHashMap
• 数据结构跟 HashMap 一样，还是数组加链表
• 采用 segment 分段锁技术，不像 HashTable 无脑直接同步 put 和 get 操作
• get 操作没有加锁，因为 value 用 volatile 修饰来保证可见行，性能很高
• java1.8 后去除分段锁，采用 CAS 乐观锁加 synchronized 来实现

LRUCache 原理

• 基于访问顺序排序的 LinkedHashMap 实现，最近访问的会排在最后

Java 同步：volatile、wait、synchronized、可重入锁、乐观锁、死锁

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volatile 关键字

• 只能用来修饰变量，适用修饰可能被多线程同时访问的变量
• 相当于轻量级的 synchronized，volatitle 能保证有序性（禁用指令重排序）、可见性
• 变量位于主内存中，每个线程还有自己的工作内存，变量在自己线程的工作内存中有份拷贝，线程直接操作的是这个拷贝
• 被 volatile 修饰的变量改变后会立即同步到主内存，保持变量的可见性
• 双重检查单例，为什么要加 violate？
• volatile想要解决的问题是，在另一个线程中想要使用instance，发现instance!=null，但是实际上instance还未初始化完毕这个问题。将instance = newInstance();拆分为3句话是。1.分配内存2.初始化3.将instance指向分配的内存空间，volatile可以禁止指令重排序，确保先执行2，后执行3

wait 和 sleep

• sleep 是 Thread 的静态方法，可以在任何地方调用
• wait 是 Object 的成员方法，只能在 synchronized 代码块中调用，否则会报 IllegalMonitorStateException 非法监控状态异常
• sleep 不会释放共享资源锁，wait 会释放共享资源锁

wait、notify、notifyAll

• 锁池：某个对象的锁已被线程A拥有，其他线程要执行该对象的 synchronized 方法获取锁时就会进入该对象的锁池，锁池中的线程回去竞争该对象的锁
• 等待池：某个线程调用了某个对象的 wait 方法，该线程就会释放该对象的锁，进入该对象的等待池，等待池中的线程不会去竞争该对象的锁
• 调用 notify 会随机唤醒等待池中的一个线程，唤醒后会进入到锁池
• 调用 notifyAll 会唤醒等待池中的所有线程，唤醒后会都进入到锁池

lock 和 synchronized

• synchronized 是 Java 关键字，内置特性；Lock 是一个接口
• synchronized 会自动释放锁；lock 需要手动释放，所以需要写到 try catch 块中并在 finally 中释放锁
• synchronized 无法中断等待锁；lock 可以中断
• Lock 可以提高多个线程进行读/写操作的效率
• 竞争资源激烈时，lock 的性能会明显的优于 synchronized

Synchronized 原理

• 每个对象都有一个监视器锁：monitor，同步代码块会执行 monitorenter 开始，motnitorexit 结束
• Wait/notify 就依赖 monitor 监视器，所以在非同步代码块中执行会报 IllegalMonitorStateException 异常

可重入锁

• 定义：已经获取到锁后，再次调用同步代码块/尝试获取锁时不必重新去申请锁，可以直接执行相关代码
• ReentrantLock 和 synchronized 都是可重入锁

公平锁

• 定义：等待时间最久的线程会优先获得锁
• 非公平锁无法保证哪个线程获取到锁，synchronized 就是非公平锁
• ReentrantLock 默认时非公平锁，可以设置为公平锁

乐观锁和悲观锁

• 悲观锁：线程一旦得到锁，其他线程就挂起等待，适用于写入操作频繁的场景；synchronized 就是悲观锁
• 乐观锁：假设没有冲突，不加锁，更新数据时判断该数据是否过期，过期的话则不进行数据更新，适用于读取操作频繁的场景
• 乐观锁 CAS：Compare And Swap，更新数据时先比较原值是否相等，不相等则表示数据过去，不进行数据更新
• 乐观锁实现：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean

死锁 4 个必要条件

• 互斥
• 占有且等待
• 不可抢占
• 循环等待

Java 设计模式：六大原则、23 种设计模式、动态代理

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六大原则

• 开闭原则：对拓展开放，对修改关闭
• 单一指责原则：一个类指责单一
• 里氏替换原则：引用基类的地方都能替换成子类对象
• 依赖倒置原则：高层次模块不依赖低层次模块的具体实现，抽象不应该依赖细节
• 接口隔离原则：类之间的依赖关系应该建立在最小的接口上
• 迪米特原则：一个对象对其他对象应该有尽量少的了解

Java 23 种设计模式（按目的分类为：5+7+11）

1995 年 GoF（四人组）出了一本设计模式的书，收录了 23 种设计模式，树立设计模式里程碑，也叫：GoF 设计模式

• 创建型（5）：描述怎么创建对象
• 1.单例模式
• 2.原型模式：对象的拷贝
• 3.建造者模式
• 4.工厂模式：建立一个工厂方法来制造新的对象
• 5.抽象工厂模式：
• 结构型（7）：描述如何将类或对象按某种规则组成更大的结构
• 1.桥接模式：对于两个或以上纬度独立变化的场景，将抽象与具体实现分离，实例：用不同颜色画不同形状
• 2.外观模式：对外有一个统一接口，外部不用关心内部子系统的具体实现，这是"迪米特原则"的典型应用
• 3.适配器模式：改变类的接口，使原本由于接口不匹配而无法一起工作的两个类能够在一工作，实例：RecycleView 的 Adapter 不管什么类型的 View 都返回 ViewHolder
• 4.代理模式：由代理对象控制对原对象的引用，包括静态代理和动态代理
• 5.组合模式：将对象组成树形结构，用于对单个对象和组合对象的使用具有一致性，实例：ViewGroup
• 6.装饰模式：对对象包装一层，动态的增加一些额外功能，实例：ContextWrapper 包装 Context
• 7.享元模式：复用对象，实例：java 的常量池（比如 String），线程池，Message.obtain 等
• 行为型（11）：描述类或对象之间怎么相互协作，怎样分配指责
• 1.观察者模式：一对多依赖关系，多个观察者可以同时监听某一个对象，实例：jetpack 的 lifeCycle 添加生命周期观察者
• 2.中介者模式：定义一个中介对象封装一系列对象的交互，解耦这些对象，实例：MVP 的 P
• 3.访问者模式：将作用于某数据结构中各元素的操作分离出来封装成独立的类，对这些元素添加新的操作，但不改变原数据结构，实例：asm 中的 classVisitor 中再分别对类注解、变量、方法等进行处理
• 4.状态模式：行为由状态决定，不同状态下由不同行为，与策略模式类似，实例：不同状态下有同一种操作的不同行为的子类实现
• 5.命令模式：将一个请求封装为一个对象发出，交给别的对象去处理请求，实例：Handler 发送定义好的消息事件
• 6.策略模式：将一系列的算法封装起来，方便替换，实例：动画的时间插值器
• 7.责任链模式：让多个对象都有机会处理一个事件，实例：View 事件传递机制
• 8.备忘录模式：保存对象之前的状态，方便后面恢复
• 9.迭代器模式：提供一种方法遍历容器中的元素，而不需要暴露该对象的内部表示，实例：集合的迭代器
• 10.解释器模式：多次出现的问题有一定规律，就可以归纳成一种简单的语言来解释，实例：AndroidManifest 文件、GLES 着色器语言
• 11.模版方法模式：定义一套固定步骤，方便直接执行，实例：AsyncTask

动态代理原理及实现

• InvocationHandler 接口，动态代理类需要实现这个接口
• Proxy.newProxyInstance，用于动态创建代理对象
• Retrofit 应用：Retrofit 通过动态代理，为我们定义的请求接口都生成一个动态代理对象，实现请求

JVM：内存模型、内存结构、GC、四种引用、ClassLoader

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JVM

• 定义：可以理解成一个虚构的计算机，解释自己的字节码指令集映射到本地 CPU 或 OS 的指令集，上层只需关注 Class 文件，与操作系统无关，实现跨平台
• Kotlin 就是能解释成 Class 文件，所以可以跑在 JVM 上

JVM 内存模型

• Java 多线程之间是通过共享内存来通信的，每个线程都有自己的本地内存
• 共享变量存放于主内存中，线程会拷贝一份共享变量到本地内存
• volatile 关键字就是给内存模型服务的，用来保证内存可见性和顺序性

JVM 内存结构

• 线程私有：
• 1.程序计数器：记录正在执行的字节码指令地址，若正在执行 Native 方法则为空
• 2.虚拟机栈：执行方法时把方法所需数据存为一个栈帧入栈，执行完后出栈
• 3.本地方法栈：同虚拟机栈，但是针对的是 Native 方法
• 线程共享：
• 1.堆：存储 Java 实例，GC 主要区域，分代收集 GC 方法会吧堆划分为新生代、老年代
• 2.方法区：存储类信息，常量池，静态变量等数据

GC

• 回收区域：只针对堆、方法区；线程私有区域数据会随线程结束销毁，不用回收
• 回收类型：
• 1.堆中的对象：分代收集 GC 方法会吧堆划分为新生代、老年代。新生代：新建小对象会进入新生代；通过复制算法回收对象；老年代：新建大对象及老对象会进入老年代；通过标记-清除算法回收对象。
• 2.方法区中的类信息、常量池
• 判断一个对象是否可被回收：
• 1.引用计数法：有循环引用的缺点
• 2.可达性分析法：从 GC ROOT 开始搜索，不可达的对象都是可以被回收的。其中 GC ROOT 包括虚拟机栈/本地方法栈中引用的对象、方法区中常量/静态变量引用的对象。

Minor GC/Major GC/Full GC

• Minor GC（Young GC）：即新生代（分为一个 Eden 区和两个 Survivor 区）的垃圾回收
• Eden 区无用对象被回收，存活对象会移到 Survivor 区
• Survivor 区的存活对象会被复制到另一个 Survivor 区，复制次数也记做年龄，年龄足够大时（15）会移到老年代
• 如果 Survivor 区已满，则存活对象会被提前移动到老年代（过早提升），如果老年代也无法容纳，则会触发 Full GC（提升失败）
• 老年代的对象可能引用新生代对象，所以这个引用会被作为 GC Roots
• Major GC：通常是跟 Full GC 等价的，回收整个堆
• Full GC：回收整个堆，包括新生代和老年代
• 当要在老年代分配空间但无法容纳时触发
• 当主动调用 System.gc 时触发

四种引用

• 强引用：不会被回收
• 软引用：内存不足时会被回收
• 弱引用：gc 时会被回收
• 虚引用：无法通过虚引用得到对象，可以监听对象的回收

ClassLoader

• 类的生命周期：1.加载；2.验证；3.准备；4.解析；5.初始化；6.使用；7.卸载
• 类加载过程：1.加载：获取类的二进制字节流；生成方法区的运行时存储结构；在内存中生成 Class 对象 2.验证：确保该 Class 字节流符合虚拟机要求 3.准备：初始化静态变量 4.解析：将常量池的符号引用替换为直接引用 5.初始化：执行静态块代码、类变量赋值
• 类加载时机：1.实例化对象 2.调用类的静态方法 3.调用类的静态变量（放入常量池的常量除外）
• 类加载器：负责加载 class 文件 1.引导类加载器 - 没有父类加载器 2.拓展类加载器 - 继承自引导类加载器 3.系统类加载器 - 继承自拓展类加载器
• 双亲委托模型：
• 当要加载一个 class 时，会先逐层向上让父加载器先加载，加载失败才会自己加载
• 为什么叫双亲？不考虑自定义加载器，系统类加载器需要网上询问两层，所以叫双亲
• 判断是否是同一个类时，除了类信息，还必须时同一个类加载器
• 优点：防止重复加载，父加载器加载过了就没必要加载了；安全，防止篡改核心库类

Android 基础：Activity、View 绘制、动画、Window、SurfaceView、事件分发

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Activity 生命周期

• A 打开 B 界面，会先执行 A 的 onPause，再执行 B 的 onCreate、onStart、onResume，再执行 A 的 onStop
• B 界面的打开依赖 A 界面 onPause 方法执行完，所以不要在 onPause 中做耗时操作

Activity 启动模式

• standard 标准模式
• singleTop 栈顶复用模式，适用于推送点击消息界面
• singleTask 栈内复用模式，适用于 App 首页
• singleInstance 单例模式，单独位于一个任务栈中，适用于拨打电话界面
• 细节：
• taskAffinity：任务相关性，用于指定任务栈名称，默认为应用包名

尾声

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