Android面试题-IPC

谁践踏了优雅 2022-06-01 11:50 169阅读 0赞

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总结所有Android进程间通信相关的面试题。在其他博文已经有答案的会提供[猎羽的博文链接][Link 1]进行参考。没有答案的会在文章内给出。

# Android面试题-IPC #

版本号：2018/09/02-1(14:30)

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## 注意 ##

*  \[☆\] 标记的题目，是额外补充的题目，会直接给出答案。
 *  没有标记的题目，详细答案请参考：[答案参考-Android进程间通信IPC详解][-Android_IPC]

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*  Android面试题-IPC
    
     *  注意
     *  基本概念(19)
     *  Linux内核基本知识(4)
     *  Binder(42)
     *  6种IPC(35)
     *  IPC方式总结(1)
     *  参考资料

## 基本概念(19) ##

1.  什么是IPC？
2.  进程间通信是什么？
3.  进程是什么？
4.  Android中的IPC方法(6种)
5.  线程是什么？
6.  ANR导致的原因？如何避免？
7.  什么时候需要用到多进程通信？
8.  开启多进程模式的方法
9.  activity的`android：process`属性`=":remote"`和`"com.example.remote"`的区别
10. 多进程会造成的问题？(4)
11. Serializable和Parcelable接口作用?(3)
12. Serializable接口的作用和使用?
13. serialVersionUID的作用?(2)
14. 静态成员变量是否会参加序列化过程？
15. 用`transient`关键字标记的成员变量是否会参加序列化过程？
16. java.io.ObjectOutputStream和ObjectInputStream有什么用？
17. 系统中哪些类实现了Parcelable接口？
18. 实现序列化的集合中的元素是否一定要实现序列化？
19. Parcelable和Serializable的区别？(2)

## Linux内核基本知识(4) ##

1.  \[☆\]什么是Linux中的进程隔离？
    
    > 1.  用于保护操作系统中的进程互不干扰
    > 2.  让进程之间无法随意访问和改变数据。
2.  \[☆\]什么是Linux中的虚拟地址空间？
    
    > 1.  用来实现进程隔离，因为进程AB所处于的虚拟地址空间不同，所以不能去改变其他进程的数据。
    > 2.  不同进程间数据不共享，会让进程以为自己独享操作系统。
3.  \[☆\]Linux的系统调用是什么？
    
    > 1.  内核会有保护机制，只允许访问许可的数据。
    > 2.  将Linux的内核层和用户层，抽象分离开。
    > 3.  用户层可以通过系统调用去访问内核层的资源。
4.  \[☆\]Linux中的binder驱动是什么？
    
    > 1.  在android系统的内核空间中，一个负责各个进程通过Binder机制交互的驱动模块就是Binder驱动。

## Binder(42) ##

1.  Binder是什么？(从五个角度考虑)
2.  \[☆\] Binder对于Server和Client来说是什么？
    
    > 1.  对于服务端：Binder就是指Binder本地对象
    > 2.  对于客户端：Binder就是指Binder代理对象
    > 3.  本质通过内核层的ServiceManager进行通信。
3.  设备驱动的作用？好处？
4.  Binder机制是做什么的？(2)为什么使用Binder？
    
    > 1.  用于进程间通信
    > 2.  Android中各个app、系统服务运行于不同进程中，需要借助Binder进行通信。
    > 3.  从Linux内核角度看，Linux存在进程隔离和虚拟地址空间，导致进程间无法共享数据。所以需要借助IPC。
5.  Android基于的Linux内核，Linux有哪些IPC方法？(6种)优缺点是什么？
6.  Binder机制相比于LinuxIPC的优势体现在哪里？(3方面)
7.  \[☆\] Binder的通信模型
    
    > 1.  Binder驱动：进程隔离的存在，进程间无法直接访问，需要借助内核层提供的系统调用来访问内核层。
    > 2.  服务端：Server1、2、3等服务，需要借助`Binder驱动`去ServiceManager`注册`。会在存储在表中。
    > 3.  客户端：Client借助Binder驱动去ServiceManager`查询`表。
    > 4.  服务/客户通信：借助Binder驱动进行之间的`IPC`。
8.  内部基于Binder的技术？(3)
    
    > 1.  Message
    > 2.  AIDL和Message(内部AIDL)
9.  AIDL文件的本质作用
10. 通过AIDL快速实现Binder的步骤?(4步)
11. 使用aidl时内部类stub是什么？
    
    > Binder类
12. Stub的内部代理类Proxy如何处理客户端和服务端是否在同一个进程的情况？
    
    > 不同进程，方法调用后会走跨进程的transact过程。同一进程就不会。
13. Binder的工作流程？(4步)
14. 如何通过AIDL自动生成Binder的java文件?
    
    > 编写好aidl后，通过“make project”生成。
15. android studio的build中make project生成的aidl文件在哪？
    
    > 位于目录`app\build\generated\source\aidl\debug\包下`
16. Binder类中Stub类的DESCRIPTOR是什么？
    
    > Binder的唯一标识,一般用类名表示
17. Binder类中Stub类的asInterface(android.os.IBinder obj)的作用？
    
    > 1.  将服务端Binder对象转换为客户端所需要的ADIL类型接口对象。
    > 2.  服务端和客户端在同一进程，直接返回服务端的Stub对象
    > 3.  服务端和客户端在不同一进程，返回服务端的Stub对象的代理对象Stub.proxy
18. Binder类中Stub类的asBinder()的作用
    
    > 返回当前Binder对象
19. Binder类中Stub类的 onTransact(code, data, reply, flags)的作用？
    
    > 1.  该方法运行在服务端的Binder线程池中。
    > 2.  通过code确定Client请求的目标方法
    > 3.  从data中取得方法所需参数，执行目标方法。
    > 4.  执行完毕后就向reply中写入返回值。
    > 5.  如果此方法返回false就表示客户端请求失败，我们可以用此来进行权限验证。
20. Binder类中Stub.Proxy的自定义方法的内部流程？注意点？
    
    > 1.  这些用户自定义方法，运行在客户端。
    > 2.  将该方法的参数信息写入到data中，调用transact方法发起RPC(远程调用请求)，此时当前线程挂起。
    > 3.  服务端的onTransact会被调用，执行完毕后，将结果写入到reply中。
    > 4.  客户端的RPC调用返回后，当前线程继续执行，并从reply中取出返回结果，然后返回reply中的数据。
21. AIDL如何进行权限验证？
    
    > 1.  利用Binder类也就是Stub的onTransact方法
    > 2.  该方法如果返回false就代表请求失败，可以用于权限验证
    > 3.  在Service的onBind中进行权限验证，比如使用permission验证等等。如果验证不通过则绑定服务就失败。
22. 通过Binder机制，因为具有线程池，所以客户端可以在UI线程直接发起远程调用请求？
    
    > 错误！！！
    > 
    > 1.  客户端的远程调用会挂起当前线程，因此UI线程发起RPC(远程调用)会导致阻塞。
    > 2.  Binder机制中的线程池，是指服务端的onTransact()运行在Binder线程池中。
    > 3.  服务端的方法都运行在线程池中，因此要注意同步问题。
23. Binder如何检测服务端异常终止？linkToDeath和unlinkToDeath方法有什么用？
    
    > 1.  异常终止问题：如果服务端异常终止，而会导致客户端调用失败，甚至可能客户端都不知道binder已经死亡，就会产生问题。
    > 2.  利用linkToDeath和unlinkToDeath可以解决该问题。
    > 3.  linkToDeath作用给Binder设置一个死亡代理，Binder会收到通知，还可以重新发起连接请求从而恢复连接。
    > 4.  binder的isBinderAlive也可以判断Binder是否死亡。
24. 有进程A和进程B，如何利用Binder机制进行两者的通信？核心步骤(6)？
    
    > 1.  进程A去绑定到进程B注册的Service
    > 2.  进程B创建Binder对象—Servcice的onBind()
    > 3.  进程A接收进程B的Binder对象
    > 4.  进程A利用进程B传过来的对象发起请求
    > 5.  进程B收到并处理进程A的请求
    > 6.  进程A获取进程B返回的处理结果
25. Binder对象是如何具有能被跨进程传输的能力？(2)
26. Binder对象如何具有完成特定任务的能力？
27. 继承IBinder接口实现的attachInterface()、queryLocalInterface()两个方法的作用?
    
    > 1.  binder.attachInterface(): 将key=DESCRIPTOR和value=IInterface对象的键值对，存储在Binder内部。
    > 2.  binder.queryLocalInterface(): 通过 DESCRIPTOR查询到IInterface对象。
28. 实现IInterface接口的类中是干什么的？
29. attachInterface()建立了与IInterface对象的关系，为什么通过IInterface对象就能获取到执行特定任务的能力？
30. 服务端的onBind()返回Binder对象后，系统做了什么工作？
    
    > 1.  系统会收到这个binder对象，然后会生成一个BinderProxy。并且返回给客户端。
31. 客户端在onServiceConnected()方法中就是获取到服务端的Binder对象？
    
    > 错误！
    > 
    > 1.  客户端、服务端在同一个进程，就是服务端Binder对象。
    > 2.  不在同一个进程，就是服务端Binder对象的代理对象Proxy
32. 客户端通过BinderProxy执行操作的原理?
    
    > 内部借助transact()和onTransact()完成功能的实现。
33. 系统保存了Binder对象和BinderProxy对象的对应关系
34. 对BinderProxy的优化
    
    > 1.  借助Stub.asInterface(binderproxy)
    > 2.  将BinderProxy生成一个代理对象，内部封装了transact()和onTransact()的流程
    > 3.  通过add()等自定义方法直接进行执行，给人一种获取到服务端IInterface对象的假象。
35. Binder机制中transact()方法和服务端的线程池都是由系统实现的？
36. Binder的服务端为什么不是线程安全的？
    
    > Server端使用了线程池决定了Server的代码`不是线程安全的`
37. Binder服务端的线程池是如何实现的？
    
    > 1.  系统实现：线程池实现在Binder内部的native方法中
38. ContentProvider中的CRUD(增删改查)是否是线程安全的？
39. AIDL中在Service中实现的接口是否是线程安全的？(mBinder = xxx.Stub())中的接口
40. IBinder接口作用?
    
    > 1.  IBinder是用于远程对象的基本接口，是轻量级远程调用机制的核心部分，用于高性能地进行进程内部和进程间调用。
    > 2.  IBinder描述了远程对象间交互的抽象协议。
41. 平时直接实现IBinder接口就可以了？
    
    > 不能，系统要求去直接继承自Binder类。
42. Binder源码：Binder构造方法中的init是干什么的？
    
    > init()是native方法，是对底层`Binder Driver`的封装。
43. 客户端发起请求时的底层流程是什么？客户端transact是如何回调到服务端的onTransact方法的？
    
    > 1.  调用IBinder的`transact()`接口
    > 2.  调用驱动层的`mRemote.transact()`
    > 3.  Binder Driver会调用`execTransact()`, 内部调用服务端Binder的`onTransact()`方法。
44. Binder的Driver层作用
    
    > 对Binder类进行了完美的封装，开发者只需要继承`Binder`和实现`onTransact()`即可。

## 6种IPC(35) ##

1.  Bundle的作用
2.  A进程在完成计算后需要启动B进程的一个组件并且将结果传递给B进程，但是这个结果不支持放入Bundle，因此无法通过Intent传输。这个该如何解决？
3.  文件共享的作用?
4.  文件共享可以传递对象吗？
5.  文件共享的特点：
6.  Messenger是什么？
7.  Messenger中服务端是否需要考虑线程同步问题？
    
    > 1.  不需要，因为一次处理一个请求
8.  使用Messenger时，客户端的步骤
    
    > 1.  bindService()去绑定服务
    > 2.  在ServiceConnection中用返回的Binder对象创建Messenger，利用该Messenger能读取或者发送信息。
    > 3.  发送信息：1-`msg.setData(bundle)` 2-`msg.replyTo = mGetReplyMessenger` 3-`mMessenger.send(msg)` 4-mGetReplyMessenger继承自Messenger用于接收服务端回复的消息。
9.  使用Messenger时，服务端的步骤?
    
    > 1.  `Messenger clientMessenger = msg.replyTo;`获取到客户端传来的Messenger
    > 2.  利用该Messenger发送信息
10. Messenger缺点?
11. AIDL进程间通信流程
12. \[☆\] AIDL是什么？
    
    > 1.  Android Interface Definition Language, 即Android接口定义语言。
    > 2.  系统提供的一种快速实现Binder的工具。
13. AIDL支持的数据类型
    
    > 1.  基本数据类型(int、long、char、boolean、double等)
    > 2.  String和CharSequence
    > 3.  List：只支持ArrayList，且里面所有元素必须是AIDL支持的数据。
    > 4.  Map：只支持HashMap，且里面所有元素必须是AIDL支持的数据，包括key和value
    > 5.  Parcelable：所有实现Parcelable接口的对象
    > 6.  AIDL：所有AIDL接口都可以在AIDL中使用
14. AIDL中List只能用ArrayList，远程服务端能使用CopyOnWriteArrayList(并非继承自ArrayList)：
    
    > 1.  Binder会根据List规范去访问数据，并且生成一个新的ArrayList传给客户端，因此没有违反数据类型的规定。
    > 2.  ConcurrentHashMap也是类似功能
15. 如何在AIDL中使用观察者模式？
16. AIDL观察中解除注册会导致服务端找不到该观察者，这是为什么？
17. 如何用RemoteCallbackList解决这个问题？
    
    > 系统专门提供用于删除跨进程Listener的接口。该类本身是一个泛型，支持任何AIDL接口。
18. RemoteCallbackList实现原理
    
    > 1.  内部有一个Map结构，key是Ibinder，value是Callback类型。
    > 2.  将Listener的信息存入CallBack, Callback能保存所有AIDL回调
    > 3.  每次跨进程Client的同一个对象，会在服务端生成多个对象。但是这些对象本身的Binder都是同一个。
    > 4.  以Binder作为Key，能找到唯一的Listener。
19. 使用RemoteCallbackList的流程和特点
    
    > 1.  客户端解注册，服务端会遍历所有listener，找出那个和解注册的listener具有相同Binder的listener，并删除。
    > 2.  客户端终止后，会自动移除客户端注册的所有listener
    > 3.  自动实现线程同步，无需额外操作。
20. 客户端的onServiceConnected和onServiceDisconnected可以进行耗时操作吗？
    
    > 1.  不可以，都运行在UI线程池中。
21. 服务端的方法需要开线程进行异步操作吗？
    
    > 不需要。本身已经运行在服务端的Binder线程池中。
22. 服务端中的方法能直接去操作控件吗？
    
    > 不可以，需要通过Handler切换到UI线程。
23. Binder意外死亡的两种解决方法?
24. Binder意外死亡的两种解决方法：
    
    > 1.  客户端的onServiceConnected中调用`Binder.linkToDeath(mDeathRecipient)`设置DeathRecipient监听，Binder死亡时回调DeathRecipient.binderDied()
    > 2.  或者在onServiceDisconnected中重连远程服务。
25. Binder意外死亡的解决方法的区别
    
    > 1.  onServiceDisconnected在客户端UI线程中被回调
    > 2.  binderDied在客户端的Binder线程池中被回调(无法操作UI)
26. onServiceDisconnected是如何解决Binder死亡问题的？何时被调用？
27. 大量业务模块都需要使用AIDL进行进程间通信，如何在不创建大量Service的情况下解决该问题?(=Binder连接池是什么？)
28. ContentProvider是什么
29. ContentProvider的使用
30. ContentResolver的作用
31. 自定义ContentProvider的步骤
    
    > 1.  继承ContentProvider
    > 2.  实现：onCreate-创建的初始化工作
    > 3.  getType-返回url请求对应的MIME类型(媒体类型)，比如图片、视频等。不关注该类型，可以返回null或者`“*/*”`
    > 4.  query-查数据
    > 5.  insert-插入数据
    > 6.  update-更新数据
    > 7.  delete-删除数据
32. ContentProvider的onCreate()运行在ContentProvider进程中的主线程中？
33. getType、增删改查这五个方法由外界回调，运行在外界的线程中？
    
    > 错误！都运行在ContentProvider所在进程的Binder线程池中
34. ContentProvider存储方式
35. Sokcet如何可以进行进程间通信

## IPC方式总结(1) ##

1.  IPC各种方法的优缺点和适用场景

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>名称</th> 
   <th>优点</th> 
   <th>缺点</th> 
   <th>适用场景</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Bundle</td> 
   <td>简单易用</td> 
   <td>只能传输Bundle支持的数据类型</td> 
   <td>四大组件间的进程间通信</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>文件共享</td> 
   <td>简单易用</td> 
   <td>不适合高并发场景，无法做到进程间的即时通信</td> 
   <td>无并发访问情形，交换简单数据实时性不高的场景</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AIDL</td> 
   <td>功能强大，支持一对多并发通信，支持实时通信</td> 
   <td>适用稍复杂，需要处理好线程同步</td> 
   <td>一对多通信且有RPC需求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Messenger</td> 
   <td>功能一般，支持一对多串行通信，支持实时通信</td> 
   <td>不能很好处理高并发情形，不支持RPC，数据通过Message传输因此只能传输Bundle支持的数据类型</td> 
   <td>低并发的一对多即时通信，无RPC需求，或者无须要返回结果的RPC需求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ContentProvider</td> 
   <td>在数据源访问方面功能强大，支持一对多并发数据共享，可通过Call方法扩展其他操作</td> 
   <td>可以理解为受约束的AIDL，主要提供数据源的CRUD操作</td> 
   <td>一对多的进程间的数据共享</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Socket</td> 
   <td>功能强大，可以通过网络传输字节流，支持一对多并发实时通信</td> 
   <td>实现细节稍微繁琐，不支持直接的RPC</td> 
   <td>网络数据交换</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 参考资料 ##

1.  [面试题-听说你精通Binder？][-_Binder]

[https_blog.csdn.net_feather_wch_article_details_79190230]: https://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/79190230
[Link 1]: https://blog.csdn.net/feather_wch
[-Android_IPC]: https://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/81136290
[-_Binder]: https://www.jianshu.com/p/adaa1a39a274