Android第六次面试总结之Java设计模式篇（一）

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.Builder	Retrofit.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);  }  
  }