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Android第六次面试总结之Java设计模式篇（一）

news 来源：原创 2025/5/7 13:10:14

一、单例模式在 Android 面试中的核心考点

1. Android 中如何安全实现单例？需注意哪些坑？（字节跳动、美团面试真题）

解答：
Android 中实现单例需重点关注 Context 泄漏、线程安全 和 反射 / 序列化攻击。

  • 推荐实现：静态内部类（线程安全 + 避免内存泄漏） 
    public class AppManager {  private Context context;  // 静态内部类持有实例（类加载时初始化，线程安全）  private static class Holder {  static final AppManager INSTANCE = new AppManager();  }  private AppManager() {  // 使用 Application Context，避免持有 Activity Context 导致泄漏  context = MyApplication.getAppContext();  }  public static AppManager getInstance() {  return Holder.INSTANCE;  }  
}
  • 注意事项：
    • Context 选择：单例若需持有 Context，必须使用 Application Context（通过 getApplicationContext() 或自定义 Application 类获取），避免传入 Activity Context 导致内存泄漏（Activity 销毁后单例仍持有其引用）。
    • 反序列化安全：若单例需实现 Serializable，需添加 readResolve() 方法返回已有实例；或直接使用 枚举单例（Android 中枚举序列化安全，且代码简洁）。
2. 单例在 Android 中的典型应用场景（阿里、腾讯面试真题）

解答：

  • 全局管理器：如网络请求管理器（Retrofit 单例）、图片加载器（Glide 内部单例）、数据库管理类（Room Database 单例）。
  • 状态管理：全局用户信息、配置参数（如 App 主题、语言设置）。
  • 系统服务代理：封装 SensorManager、NotificationManager 等系统服务，提供统一访问入口。
3. 反模式：为什么不推荐在 Android 中使用双重检查锁（DCL）？

解答：

  • DCL 需配合 volatile 关键字防止指令重排序，但 Android 早期版本（如 Java 1.4 前）的 JVM 对 volatile 支持不完整，可能导致实例未完全初始化就被访问。
  • 静态内部类或枚举单例实现更简单且线程安全，无需手动处理同步，是 Android 中的首选方案。

二、工厂模式在 Android 开发中的实战场景

1. LayoutInflater 如何体现工厂模式？如何自定义 View 工厂？（字节跳动面试真题）

解答：

  • 系统级应用：Android 的 LayoutInflater 是典型的 工厂方法模式，通过 inflate() 方法根据布局文件创建 View 实例，子类（如 AppCompatDelegate）可自定义 View 创建逻辑（如兼容旧版控件）。
  • 自定义 View 工厂（示例：根据类型创建不同的 ViewHolder）： 
    public interface ViewHolderFactory {  ViewHolder createViewHolder(View itemView, int viewType);  
}  
// 实现类  
public class DefaultViewHolderFactory implements ViewHolderFactory {  @Override  public ViewHolder createViewHolder(View itemView, int viewType) {  if (viewType == TYPE_TEXT) {  return new TextViewHolder(itemView);  } else if (viewType == TYPE_IMAGE) {  return new ImageViewHolder(itemView);  }  throw new IllegalArgumentException("Unknown view type");  }  
}
  • 优势：解耦 View 创建逻辑，方便扩展（如新增 ViewType 时无需修改适配器核心代码）。
2. 对比简单工厂 vs 工厂方法：何时选择哪种？

Android 场景举例：

  • 简单工厂：适合轻量化场景，如根据类型创建不同的动画对象（AnimationFactory.createAnimation (type)），新增类型需修改工厂类。
  • 工厂方法：适合复杂场景或需遵循开闭原则，如 RecyclerView 的 ViewHolder 创建（通过 onCreateViewHolder 由子类实现）。
3. ThreadFactory 为什么是线程池的 “灵魂组件”？（字节跳动、美团面试真题）

源码级解析：
线程池（如ThreadPoolExecutor）通过ThreadFactory创建线程，核心作用：

  • 解耦线程创建逻辑：将 “如何创建线程”（如命名、优先级、守护线程）与 “如何管理线程”（如任务队列、拒绝策略）分离。
  • 统一线程属性：确保线程池内所有线程具备相同的基础配置（如业务线程设置setName("Biz-Thread-%d")，便于日志追踪）。

自定义 ThreadFactory 实战（面试必考代码）：

public class NamedThreadFactory implements ThreadFactory {  private final String namePrefix;  private final boolean daemon;  private final int priority;  public NamedThreadFactory(String namePrefix, boolean daemon, int priority) {  this.namePrefix = namePrefix;  this.daemon = daemon;  this.priority = Math.min(Math.max(priority, Thread.MIN_PRIORITY), Thread.MAX_PRIORITY);  }  @Override  public Thread newThread(Runnable r) {  Thread thread = new Thread(r, namePrefix + "-" + counter.incrementAndGet());  thread.setDaemon(daemon); // 设置守护线程（如后台日志线程）  thread.setPriority(priority);  // 关键：为线程设置未捕获异常处理器，避免静默崩溃  thread.setUncaughtExceptionHandler((t, e) -> {  Log.e("ThreadFactory", "Thread " + t.getName() + " crashed: " + e.getMessage());  });  return thread;  }  private final AtomicInteger counter = new AtomicInteger(1);  
}
4. 线程池工厂模式的 5 大面试考点

① 为什么线程池不直接使用 new Thread ()，而是通过工厂？

  • 答案：
    • 统一管控线程属性（命名规则、优先级），避免 “野线程”（无意义的 Thread-0/1/2），提升调试效率（通过线程名快速定位问题线程）。
    • 支持扩展（如创建守护线程、设置安全上下文AccessControlContext）。

② FixedThreadPool 为什么被弃用？与工厂模式的关系？

  • 源码对比（JDK 8）： 
    // 旧版FixedThreadPool（硬编码工厂，无自定义能力）  
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {  return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,  new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),  new DefaultThreadFactory()); // 匿名工厂，线程名无业务含义  
}  
// 推荐做法：自定义工厂  
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(  4, 8, 30, SECONDS,  new ArrayBlockingQueue<>(100),  new NamedThreadFactory("Order-Processor", false, Thread.NORM_PRIORITY)  
);
  • 弃用原因：默认工厂创建的线程名无业务意义，且LinkedBlockingQueue可能导致 OOM（队列无界），自定义工厂 + 合理参数是现代开发标配。

③ 守护线程在工厂中的应用场景

  • 场景：后台日志收集线程、心跳检测线程，设置thread.setDaemon(true)，确保程序退出时随主线程终止，避免资源泄漏。

④ 工厂模式如何配合线程池拒绝策略？

  • 当线程池拒绝任务（如AbortPolicy抛出异常），可通过工厂为线程添加钩子函数，监控拒绝事件： 
    // 在newThread中设置钩子  
thread.setUncaughtExceptionHandler((t, e) -> {  if (e instanceof RejectedExecutionException) {  metrics.trackRejectedTask(t.getName()); // 统计拒绝次数  }  
});

三、建造者模式在 Android 中的高频考点

1. OkHttpClient.Builder：网络配置的 “瑞士军刀”（字节跳动、腾讯面试真题）

核心配置项源码解析：

public final class OkHttpClient.Builder {  // 必选参数（无默认值，构建时校验）  private int connectTimeout = 10_000; // 10秒  private int readTimeout = 10_000;  private int writeTimeout = 10_000;  // 可选参数（有默认实现，支持链式覆盖）  private List<Interceptor> interceptors = new ArrayList<>(); // 应用拦截器（用户自定义）  private List<Interceptor> networkInterceptors = new ArrayList<>(); // 网络拦截器（OkHttp内部）  private ConnectionPool connectionPool = new ConnectionPool(); // 连接池（默认保持5分钟）  // 链式方法本质：返回this，支持连续调用  public Builder connectTimeout(int timeout, TimeUnit unit) {  this.connectTimeout = unit.toMillis(timeout);  return this;  }  // 构建核心：校验参数 + 不可变对象创建  public OkHttpClient build() {  return new OkHttpClient(this); // 将Builder状态复制到OkHttpClient实例  }  
}

面试高频问题：
① 应用拦截器 vs 网络拦截器（顺序决定行为）

  • 执行顺序：应用拦截器（用户自定义）→ 重试 & 重定向拦截器 → 桥接拦截器 → 网络拦截器 → 连接池拦截器 → 最后是实际网络请求。
  • 典型场景：
    • 应用拦截器：添加公共 Header（如 Token）、日志打印（不关心重定向）。
    • 网络拦截器：处理响应体压缩（Gzip）、监控真实网络请求耗时（排除重试逻辑）。

② 连接池为什么默认保持 5 分钟？建造者如何自定义

// 自定义连接池（长连接场景）  
OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()  .connectionPool(new ConnectionPool(10, 30, TimeUnit.MINUTES)) // 保持10个空闲连接，30分钟  .build();
  • 原理：通过建造者设置ConnectionPool，避免频繁创建 TCP 连接（三次握手开销），提升 HTTPS 请求性能。
2. Retrofit.Builder：从接口到网络请求的 “转换器工厂”（阿里、美团面试真题）

核心扩展点源码解析：

public final class Retrofit {  private final String baseUrl;  private final List<Converter.Factory> converterFactories; // 数据转换器（如Gson/Jackson）  private final List<CallAdapter.Factory> callAdapterFactories; // 回调适配器（如RxJava、Kotlin Coroutines）  private final OkHttpClient client; // 依赖OkHttp的建造者配置  // 建造者核心：链式添加工厂  public Builder addConverterFactory(Converter.Factory factory) {  converterFactories.add(factory);  return this;  }  public Builder client(OkHttpClient client) {  this.client = client; // 可复用外部配置好的OkHttpClient（如已添加日志拦截器）  return this;  }  
}

面试高频问题：
① 为什么 Retrofit 需要 Converter.Factory？自定义转换器如何实现？

  • 答案：
    Retrofit 通过工厂模式解耦 “网络字节流” 与 “业务对象” 的转换逻辑，例如： 
    // 自定义Gson转换器（支持LocalDateTime序列化）  
public class CustomGsonConverterFactory extends Converter.Factory {  private final Gson gson;  public static CustomGsonConverterFactory create() {  return create(new GsonBuilder()  .registerTypeAdapter(LocalDateTime.class, new LocalDateTimeAdapter())  .create());  }  // 重写requestBodyConverter和responseBodyConverter方法  
}  
// 使用时通过建造者添加  
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()  .addConverterFactory(CustomGsonConverterFactory.create())  .build();

② Retrofit 为什么推荐复用 OkHttpClient 实例？与建造者模式的关系？

  • 性能原因：OkHttpClient 内部的连接池、DNS 缓存等是重量级资源，重复创建会导致性能下降。
  • 建造者实践： 
    // 全局单例OkHttpClient（通过建造者配置）  
private static final OkHttpClient OK_HTTP_CLIENT = new OkHttpClient.Builder()  .connectTimeout(15, SECONDS)  .addInterceptor(new LoggingInterceptor())  .build();  // Retrofit复用该实例  
private static final Retrofit RETROFIT = new Retrofit.Builder()  .baseUrl("https://api.example.com")  .client(OK_HTTP_CLIENT)  .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())  .build();
3. OkHttp vs Retrofit 建造者模式对比（面试必考点）
特性OkHttpClient.BuilderRetrofit.Builder
核心职责配置网络底层（连接、拦截器、证书、连接池）配置接口转换（BaseUrl、数据转换器、回调适配）
不可变对象构建后OkHttpClient所有属性不可变同理，Retrofit实例构建后不可变
依赖关系独立配置，可被 Retrofit.Builder 引用必须依赖 OkHttpClient（或使用默认实例）
链式调用核心网络参数的 “物理层” 配置（如超时、代理）业务层抽象（如将接口方法转为 HTTP 请求）
面试陷阱忘记设置readTimeout导致 Socket 永久阻塞未添加数据转换器导致ClassCastException
Android 场景如何区分？

解答：

  • 工厂模式：适合 “一键创建” 简单对象，如 LayoutInflater.inflate() 直接生成 View。
  • 建造者模式：适合 “分步配置” 复杂对象，如配置一个带有拦截器、超时时间、缓存策略的 OkHttpClient（需多个可选参数组合）。

四、Android 面试高频综合题：设计模式与性能 / 内存优化结合

1. 单例持有 Activity Context 为什么会导致内存泄漏？如何避免？（阿里、美团面试真题）

解答：

  • 原理：单例是全局静态实例，若持有非静态的 Activity Context，当 Activity 销毁后，单例的强引用会阻止 Activity 被回收，导致内存泄漏。
  • 解决方案：
    • 单例中使用 Application Context（生命周期与 App 一致）。
    • 若必须持有 Activity Context，可使用 弱引用（但需注意空指针问题，非推荐方案）。
2. 线程池工厂模式如何避免 “幽灵线程”？（字节跳动面试真题）
  • 问题场景：线程异常终止后，线程池通过工厂创建新线程，但未记录历史，导致调试困难。
  • 解决方案： 
    // 在ThreadFactory中添加线程创建序号和业务标签  
public Thread newThread(Runnable r) {  Thread thread = new Thread(r, String.format("%s-%d", namePrefix, counter.getAndIncrement()));  // 关键：设置线程上下文（如MDC，用于日志关联）  MDC.put("thread_id", thread.getName());  return thread;  
}
3. OkHttp 建造者如何优化 HTTPS 性能？（阿里面试真题）
  • 实战配置： 
    OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()  // 启用TLS 1.3（比1.2快50%握手时间）  .sslSocketFactory(sslContext.getSocketFactory(), trustManager)  .protocols(Arrays.asList(Protocol.TLS_1_3, Protocol.TLS_1_2))  // 配置连接池（长连接场景）  .connectionPool(new ConnectionPool(50, 5, TimeUnit.MINUTES))  // 启用HTTP/2（需服务端支持）  .addInterceptor(new OkHttp3.Http2CleartextInterceptor())  .build();
4. Retrofit 建造者如何处理多环境配置（开发 / 测试 / 生产）？
  • 工厂方法 + 建造者组合模式： 
    public class RetrofitFactory {  private static final Map<String, Retrofit> retrofitMap = new HashMap<>();  public static Retrofit getRetrofit(String env) {  if (!retrofitMap.containsKey(env)) {  OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()  .addInterceptor(new EnvInterceptor(env)) // 根据环境切换BaseUrl  .build();  Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()  .client(client)  .baseUrl(getBaseUrlByEnv(env))  .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())  .build();  retrofitMap.put(env, retrofit);  }  return retrofitMap.get(env);  }  
}

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