面试总是碰到各种难题，相信很多码农跟我一样总是重复于业务层的开发，对底层的了解完全是因为面试需要，这里将部分面试题进行整理，可以方便学习，希望也能方便工友们一起学习。
基础部分：
1、内存泄漏：
内存泄露的根本原因：长生命周期的对象持有短生命周期的对象。短周期对象就无法及时释放。
1.静态集合类引起内存泄露
主要是hashmap，Vector等，如果是静态集合 这些集合没有及时setnull的话，就会一直持有这些对象。
2.remove 方法无法删除set集 Objects.hash(firstName, lastName);
经过测试，hashcode修改后，就没有办法remove了。
3.observer 我们在使用监听器的时候，往往是addxxxlistener，但是当我们不需要的时候，忘记removexxxlistener，就容易内存leak。
广播没有unregisterrecevier
4.各种数据链接没有关闭，数据库contentprovider，io，sokect等。cursor
5.内部类：
java中的内部类（匿名内部类），会持有宿主类的强引用this。
所以如果是new Thread这种，后台线程的操作，当线程没有执行结束时，activity不会被回收。
Context的引用，当TextView 等等都会持有上下文的引用。如果有static drawable，就会导致该内存无法释放。
6.单例
单例 是一个全局的静态对象，当持有某个复制的类A是，A无法被释放，内存leak。
2、内存溢出
当程序需要申请一段“大”内存，但是虚拟机没有办法及时的给到，即使做了GC操作以后
这就会抛出 OutOfMemoryException 也就是OOM。避免如下：
1、减少内存对象的占用，比如
ArrayMap/SparseArray代替hashmap
避免在android里面使用Enum
减少bitmap的内存占用
inSampleSize：缩放比例，在把图片载入内存之前，我们需要先计算出一个合适的缩放比例，避免不必要的大图载入。
decode format：解码格式，选择ARGB_8888/RBG_565/ARGB_4444/ALPHA_8，存在很大差异。
减少资源图片的大小，过大的图片可以考虑分段加载
2、内存对象的重复利用
大多数对象的复用，都是利用对象池的技术。
listview/gridview/recycleview contentview的复用
inBitmap 属性对于内存对象的复用ARGB_8888/RBG_565/ARGB_4444/ALPHA_8
这个方法在某些条件下非常有用，比如要加载上千张图片的时候。
避免在ondraw方法里面 new对象
StringBuilder 代替+
3、ANR 是什么？怎样避免和解决 ANR
ANR->Application Not Responding
也就是在规定的时间内，没有响应。
三种类型：
1）. KeyDispatchTimeout(5 seconds) —主要类型按键或触摸事件在特定时间内无响应
2）. BroadcastTimeout(10 seconds) —BroadcastReceiver在特定时间内无法处理完成
3）. ServiceTimeout(20 seconds) —小概率类型 Service在特定的时间内无法处理完成
为什么会超时：事件没有机会处理 & 事件处理超时
怎么避免ANR
ANR的关键
是处理超时，所以应该避免在UI线程，BroadcastReceiver 还有service主线程中，处理复杂的逻辑和计算
而交给work thread操作。
1）避免在activity里面做耗时操作，oncreate & onresume
2）避免在onReceiver里面做过多操作
3）避免在Intent Receiver里启动一个Activity，因为它会创建一个新的画面，并从当前用户正在运行的程序上抢夺焦点。
4）尽量使用handler来处理UI thread & workthread的交互。
如何解决ANR
首先定位ANR发生的log：
04-0113:12:11.572I/InputDispatcher(220):Applicationisnot responding:Window{2b263310com.android.email/com.android.email.activity.SplitScreenActivitypaused=false}.5009.8ms sinceevent,5009.5ms since waitstartedCPUusagefrom4361ms to699ms ago----CPU在ANR发生前的使用情况04-0113:12:15.872E/ActivityManager(220):100%TOTAL:4.8%user+7.6%kernel+87%iowait04-0113:12:15.872E/ActivityManager(220):CPUusagefrom3697ms to4223ms later:--ANR后CPU的使用量
从log可以看出，cpu在做大量的io操作。
所以可以查看io操作的地方。
当然，也有可能cpu占用不高，那就是 主线程被block住了。
4、.Framework 工作方式及原理，Activity 是如何生成一个 view 的，机制是什么
Framework是android 系统对 linux kernel，lib库等封装，提供WMS，AMS，bind机制，handler-message机制等方式，供app使用。
简单来说framework就是提供app生存的环境。
1）Activity在attch方法的时候，会创建一个phonewindow（window的子类）
2）onCreate中的setContentView方法，会创建DecorView
3）DecorView 的addview方法，会把layout中的布局加载进来。
5、横竖屏切换问题
关于Android横竖屏切换Activity是否会销毁重建，这个由Activity的configChanges属性控制。当一个配置改变时Activity默认会销毁重建，但是如果这个属性声明了此项配置后，Activit就不会销毁重建，而是回调Activity的onConfigurationChanged方法。
横竖屏切换 - Activity销毁重建
对于android3.2（API13）及以后的系统，以下任意一种配置，横竖屏切换Activity的生命周期都会重新执行一次：
1.不配置configChanges属性
2.设置android:configChanges="orientation"
3.设置android:configChanges="orientation|keyboardHidden"(3.2系统之前的系统不会执行生命周期方法了)
配置android:configChanges="orientation|keyboardHidden|screenSize"可以控制Activity在横竖屏切换时不销毁重建
6、websocket 和socket区别
Socket是传输控制层协议，WebSocket是应用层协议。Socket其实并不是一个协议，而是为了方便使用TCP或UDP而抽象出来的一层，是位于应用层和传输控制层之间的一组接口。当两台主机通信时，必须通过Socket连接，Socket则利用TCP/IP协议建立TCP连接。TCP连接则更依靠于底层的IP协议，IP协议的连接则依赖于链路层等更低层次。WebSocket同HTTP一样是应用层的协议，但是它是一种双向通信协议，是建立在TCP之上的。websocket通信过程如下：
1. 浏览器、服务器建立TCP连接，三次握手。这是通信的基础，传输控制层，若失败后续都不执行。
2. TCP连接成功后，浏览器通过HTTP协议向服务器传送WebSocket支持的版本号等信息。（开始前的HTTP握手）
3. 服务器收到客户端的握手请求后，同样采用HTTP协议回馈数据。
4. 当收到了连接成功的消息后，通过TCP通道进行传输通信。
底层原理：
1、虚拟机内存模型
JVM（Java Virtual Machine）的内存空间分为5部分：
（1）PC Register 程序计数器
（2）JVM Stack java虚拟机栈
（3）Native Method Stack 本地方法栈
（4）Head 堆
（5）Method Area 方法区
一、PC Register 程序计数器
1、定义
程序计数器是一块较小的内存空间，可以把它看作当前线程正在执行的字节码的信号指示器。程序计数器里面记录的是当前线程正在执行的那一条字节码指令的地址。
注：如果当前线程正在执行的是一个本地方法，那么此时程序计数器为空。
2、作用
字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令，从而实现代码的流程控制，如：顺序执行、选择、循环、异常处理。
在多线程的情况下，程序计数器用于记录当前线程执行的位置，从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪儿了。
3、特点
是内存较小的一块空间。
线程私有。每一个线程都有一个程序计数器。
是唯一一个不会出现OutOfMemoryError的内存区域。
生命周期随着线程的创建而创建，随着线程的结束而死亡。
二、JVM Stack 虚拟栈
1、定义
Java虚拟机栈是描述Java方法运行过程的内存模型。
Java虚拟机栈会为每一个即将运行的方法分配“栈帧”空间，用于保存改方法运行过程中所需要的一些信息，例如局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口信息等。
当这个方法执行完后，“栈帧”中的信息出栈，并释放内存空间。
注意：人们常说，Java的内存空间分为“栈”和“堆”，栈中存放局部变量，堆中存放对象。 这句话不完全正确！这里的“堆”可以这么理解，但这里的“栈”只代表了Java虚拟机栈中的局部变量表部分。真正的Java虚拟机栈是由一个个栈帧组成，而每个栈帧中都拥有：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息。
2、特点
局部变量表的创建是在方法被执行的时候，随着栈帧的创建而创建。而且，局部变量表的大小在编译时期就确定下来了，在创建的时候只需分配事先规定好的大小即可。此外，在方法运行的过程中局部变量表的大小是不会发生改变的。
Java虚拟机栈会出现两种异常：
StackOverFlowError
OutOfMemoryError
a) StackOverFlowError：
若Java虚拟机栈的内存大小不允许动态扩展，那么当线程请求栈的深度超过当前Java虚拟机栈的最大深度的时候，就抛出StackOverFlowError异常。
b) OutOfMemoryError：
若Java虚拟机栈的内存大小允许动态扩展，且当线程请求栈时内存用完了，无法再动态扩展了，此时抛出OutOfMemoryError异常。
Java虚拟机栈是线程私有的，每个线程都有各自的Java虚拟机栈，而且随着线程的创建而创建，随着线程的死亡而死亡。
三、Native Method Stack 本地方法栈
1、定义
本地方法栈和Java虚拟机栈实现的功能类似，只不过本地方法区是本地方法运行的内存模型。
本地方法被执行的时候，在本地方法栈也会创建一个栈帧，用于存放该本地方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、出口信息。
方法执行完毕后相应的栈帧也会出栈并释放内存空间。
也会抛出StackOverFlowError和OutOfMemoryError异常。
四、Head 堆
1、定义
堆是用来存在对象的内存空间。
几乎所有的对象都存放在堆中。
2、特点
线程共享 ：整个Java虚拟机只有一个堆，所有的线程都访问同一个堆。
在虚拟机启动时创建。
垃圾回收的主要场所。
不同的区域存放具有不同生命周期的对象。这样可以根据不同的区域使用不同的垃圾回收算法，从而更具有针对性，从而更高效。
堆的大小既可以固定也可以扩展，但主流的虚拟机堆的大小是可扩展的，因此当线程请求分配内存，但堆已满，且内存已满无法再扩展时，就抛出OutOfMemoryError。
五、Method Area 方法区
1、定义
Java虚拟机规范中定义方法区是堆的一个逻辑部分。
方法区中存放已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。
2、特点
线程共享
方法区是堆的一个逻辑部分，因此和堆一样，都是线程共享的。整个虚拟机中只有一个方法区。
永久代
方法区中的信息一般需要长期存在，而且它又是堆的逻辑分区，因此用堆的划分方法，我们把方法区称为老年代。
内存回收效率低
方法区中的信息一般需要长期存在，回收一遍内存之后可能只有少量信息无效。
对方法区的内存回收的主要目标是：对常量池的回收 和 对类型的卸载。
Java虚拟机规范对方法区的要求比较宽松。
和堆一样，允许固定大小，也允许可扩展的大小，还允许不实现垃圾回收。
3、常量池
方法区中存放数据：类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。其中常量存储在运行时常量池中。
我们一般在一个类中通过public static final来声明一个常量。这个类被编译后便生成Class文件，这个类的所有信息都存储在这个class文件中。
当这个类被Java虚拟机加载后，class文件中的常量就存放在方法区的运行时常量池中。而且在运行期间，可以向常量池中添加新的常量。如：String类的intern()方法就能在运行期间向常量池中添加字符串常量。
当运行时常量池中的某些常量没有被对象引用，同时也没有被变量引用，那么就需要垃圾收集器回收。
六、直接内存
直接内存是除Java虚拟机之外的内存，但也有可能被Java使用。
在NIO中引入了一种基于通道和缓冲的IO方式。它可以通过调用本地方法直接分配Java虚拟机之外的内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象直接操作该内存，而无需先将外面内存中的数据复制到堆中再操作，从而提升了数据操作的效率。
直接内存的大小不受Java虚拟机控制，但既然是内存，当内存不足时就会抛出OOM异常。
七、总结
1、Java虚拟机的内存模型中一共有两个“栈”，分别是：Java虚拟机栈和本地方法栈。
两个“栈”的功能类似，都是方法运行过程的内存模型。并且两个“栈”内部构造相同，都是线程私有。
只不过Java虚拟机栈描述的是Java方法运行过程的内存模型，而本地方法栈是描述Java本地方法运行过程的内存模型。
2、Java虚拟机的内存模型中一共有两个“堆”，一个是原本的堆，一个是方法区。
方法区本质上是属于堆的一个逻辑部分。堆中存放对象，方法区中存放类信息、常量、静态变量、即时编译器编译的代码。
3、堆是Java虚拟机中最大的一块内存区域，也是垃圾收集器主要的工作区域。
4、程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈是线程私有的，即每个线程都拥有各自的程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法区。并且他们的生命周期和所属的线程一样。
而堆、方法区是线程共享的，在Java虚拟机中只有一个堆、一个方法栈。并在JVM启动的时候就创建，JVM停止才销毁。
2、类加载过程
Java 类加载的过程简介
一般来说，我们把 Java 的类加载过程分为三个主要步骤：加载，连接，初始化，具体行为在 Java 虚拟机规范里有非常详细的定义。
首先是加载过程（Loading），它是 Java 将字节码数据从不同的数据源读取到 JVM 中，并映射为 JVM 认可的数据结构（Class 对象），这里的数据源可能是各种各样的形态，比如 jar 文件，class 文件，甚至是网络数据源等；如果输入数据不是 ClassFile 的结构，则会抛出 ClassFormatError。加载阶段是用户参与的阶段，我们可以自定义类加载器，去实现自己的类加载过程。
第二阶段是连接（Linking），这是核心的步骤，简单说是把原始的类定义信息平滑地转入 JVM 运行的过程中。这里可进一步细分成三个步骤：1，验证（Verification），这是虚拟机安全的重要保障，JVM 需要核验字节信息是符合 Java 虚拟机规范的，否则就被认为是 VerifyError，这样就防止了恶意信息或者不合规信息危害 JVM 的运行，验证阶段有可能触发更多 class 的加载。2，准备（Pereparation），创建类或者接口中的静态变量，并初始化静态变量的初始值。但这里的“初始化”和下面的显示初始化阶段是有区别的，侧重点在于分配所需要的内存空间，不会去执行更进一步的 JVM 指令。3，解析（Resolution），在这一步会将常量池中的符号引用（symbolic reference）替换为直接引用。在 Java 虚拟机规范中，详细介绍了类，接口，方法和字段等各方面的解析。
最后是初始化阶段（initialization），这一步真正去执行类初始化的代码逻辑，包括静态字段赋值的动作，以及执行类定义中的静态初始化块内的逻辑，编译器在编译阶段就会把这部分逻辑整理好，父类型的初始化逻辑优先于当前类型的逻辑。再来谈谈双亲委派模型，简单说就是当加载器（Class-Loader）试图加载某个类型的时候，除非父类加载器找不到相应类型，否则尽量将这个任务代理给当前加载器的父加载器去做。使用委派模型的目的是避免重复加载 Java 类型。
自定义类加载器的常见场景
实现类似进程内隔离，类加载器实际上用作不同的命名空间，以及提供类似容器，模块化的效果。例如：1，两个模块依赖于某个类库的不同版本，如果分别被不同的容器加载，就可以互不干扰。这个方面的集大成者是 Jave EE 和 OSGL，JPMS等框架。2，应用需要从不同的数据源获取类定义信息，例如网络数据源，而不是本地文件系统。3，或者是需要自己操纵字节码，动态修改生成类型。
我们可以总体上简单理解自定义类加载过程：1，通过指定名称，找到其二进制实现，这里往往就是自定义类加载器会“定制”的部分，例如，在特定数据源根据名字获取字节码，或者修改或生成字节码。2，然后，创建 Class 对象，并完成类加载过程。二进制信息到 class 对象的转换，通常就依赖 defineClass，我们无需自己实现，它是 final 方法。有了 Class 对象，后续完成加载过程就顺利成章了。
如何降低类加载的开销
这么多类加载，有没有什么通用方法，不需要代码和其他工作量，就可以降低类加载的开销？这个可以有。
1，比如 AOT，相当于直接编译成机器码，降低的其实主要是解释和编译开销。但是其目前还是个实验特性，支持的平台也有限，比如，JDK 9 仅支持 Linux x64，所以局限性太大，先暂且不谈。
2，还有就是较少人知道的 AppCDS（Application Class-Data Sharing），CDS 在 Java 5 中被引进，但仅限于 Bootstrap Class-loader，在 8u40 中实现了 AppCDS，支持其他的类加载器，目前已经在 JDK 10 中开源。
简单来说，AppCDS 基本原理和工作过程是：首先，JVM 将类信息加载，解析成元数据，并根据是否需要修改，将其分类为 Read-Only 部分和 Read-Write 部分。然后，将这些元数据直接存储在文件系统中，作为所谓的 Shared Archive。第二，在应用程序启动时，指定归档文件，并开启 AppCDS。AppCDS 改善启动速度非常明显，传统的 Java EE 应用，一般可以提高 20% ~ 30%以上。与此同时，降低内存 footprint，因为同一环境的 Java 进程间可以共享部分数据结构。当然，也不是没有局限性，如果恰好大量使用了运行时动态类加载，它的帮助就有限了。
3、HashMap底层实现原理
HashMap基于hashing原理，我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，然后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞了，对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。
当两个不同的键对象的hashcode相同时会发生什么？ 它们会储存在同一个bucket位置的链表中。键对象的equals()方法用来找到键值对。
HashMap实现了Map接口，Map接口对键值对进行映射。Map中不允许重复的键。Map接口有两个基本的实现，HashMap和TreeMap。TreeMap保存了对象的排列次序，而HashMap则不能。HashMap允许键和值为null。HashMap是非synchronized的，但collection框架提供方法能保证HashMap synchronized，这样多个线程同时访问HashMap时，能保证只有一个线程更改Map。
HashMap和Hashtable的区别：
HashMap和Hashtable都实现了Map接口，但决定用哪一个之前先要弄清楚它们之间的分别。主要的区别有：线程安全性，同步(synchronization)，以及速度。
1.HashMap几乎可以等价于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并可以接受null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。
2.HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，这意味着Hashtable是线程安全的，多个线程可以共享一个Hashtable；而如果没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。
3.另一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。这条同样也是Enumeration和Iterator的区别。
4.由于Hashtable是线程安全的也是synchronized，所以在单线程环境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步，只需要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。
5.HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。
tip:HashMap可以通过下面的语句进行同步：Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);
HashMap和HashSet的区别:
HashMap和HashSet的区别是Java面试中最常被问到的问题。如果没有涉及到Collection框架以及多线程的面试，可以说是不完整。而Collection框架的问题不涉及到HashSet和HashMap，也可以说是不完整。HashSet是collection框架的一部分，它们让我们能够使用对象的集合。collection框架有自己的接口和实现，主要分为Set接口，List接口和Queue接口。它们有各自的特点，Set的集合里不允许对象有重复的值，List允许有重复，它对集合中的对象进行索引，Queue的工作原理是FCFS算法(First Come, First Serve)。
HashSet实现了Set接口，它不允许集合中有重复的值，当我们提到HashSet时，第一件事情就是在将对象存储在HashSet之前，要先确保对象重写equals()和hashCode()方法，这样才能比较对象的值是否相等，以确保set中没有储存相等的对象。如果我们没有重写这两个方法，将会使用这个方法的默认实现。
*HashMap* *HashSet*
HashMap实现了Map接口 HashSet实现了Set接口
HashMap储存键值对 HashSet仅仅存储对象
使用put()方法将元素放入map中 使用add()方法将元素放入set中
HashMap中使用键对象来计算hashcode值 HashSet使用成员对象来计算hashcode值， 对于两个对象来说hashcode可能相同，所以 equals()方法用来判断对象的相等性，如果两个 对象不同的话，那么返回false
HashMap比较快，因为是使用唯一的键来获取对象 HashSet较HashMap来说比较慢
4、多线程，线程池以及synchronize关键字
流程图如下：
5、Handler原理
6、动画实现原理
Frame Animation 帧动画，通过顺序播放一系列图像从而产生动画效果，。图片过多时容易造成OOM（Out Of Memory内存用完）异常。
Tween Animation 补间动画（又叫view动画），是通过对场景里的对象不断做图像变换（透明度、缩放、平移、旋转）从而产生动画效果，是一种渐进式动画，并且View动画支持自定义。
Accribute Animation 属性动画，这也是在android3.0之后引进的动画，在手机的版本上是android４.0就可以使用这个动 画，通过动态的改变对象的属性从而达到动画效果。