万点五实现1

• java基础volidate、线程生命周期、反射、NIO

• 内存分区GC、类加载

• 强弱等引用

• 基本数据结构

• 线程池

• 安卓架构

• 系统机制（启动原理、安装原理等）

安全

• 框架层（SystemServer、binder、PMS、AMS、WMS）

• 内存、网络、电量等优化

• 卡顿解决

• 应用常驻、防强杀

• 系统管理功能，（后台任务、内存加速、通知栏管理、联网管理等）

着重

• java内存

• 架构

• 系统机制（启动原理、安装原理等）

• 各种优化

• 应用常驻、防强杀

类加载过程

启动一个Java程序时，会通过Javac编译程序调用Java启动JVM（编译过程没有深入研究）类加载过程其实就是JVM把class文件加载到内存，并对数据进行校验，解析和初始化，最终形成JVM可以直接使用Java的过程。总共可以分为加载、链接、初始化三部。

• 加载将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区中的运行时2进制数据结构。在堆中生成一个代表这个类的Java.lang.Class对象，作为方法区类数据的访问入口。

• 链接将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程，链接有分为三个小步1、验证确保加载的类的信息符合JVM规范，有没有安全方面的问题2、准备正式为类变量（static变量）分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法去中分配3、解析虚拟机常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

• 初始化初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程，类构造器<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块（static块）中的语句合并产生的。当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先对其父类初始化虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的加锁和同步当访问一个类的静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化。

引用

• 强引用(Strong Reference):Object obj = new Object();只要强引用还存在，GC永远不会回收掉被引用的对象。

• 软引用(Soft Reference)：描述一些还有用但非必需的对象。在系统将会发生内存溢出之前，会把这些对象列入回收范围进行二次回收（即系统将会发生内存溢出了，才会对他们进行回收。）

• 弱引用(Weak Reference):程度比软引用还要弱一些。这些对象只能生存到下次GC之前。当GC工作时，无论内存是否足够都会将其回收（即只要进行GC，就会对他们进行回收。）

• 虚引用(Phantom Reference):一个对象是否存在虚引用，完全不会对其生存时间构成影响。

方法区的GC

关于方法区中需要回收的是一些废弃的常量和无用的类。

1. 废弃的常量的回收。这里看引用计数就可以了。没有对象引用该常量就可以放心的回收了。

2. 无用的类的回收。什么是无用的类呢？

• 该类所有的实例都已经被回收。也就是Java堆中不存在该类的任何实例；

• 加载该类的ClassLoader已经被回收；

• 该类对应的java.lang.Class对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

总而言之，对于堆中的对象，主要用可达性分析判断一个对象是否还存在引用，如果该对象没有任何引用就应该被回收。而根据我们实际对引用的不同需求，又分成了4中引用，每种引用的回收机制也是不同的。对于方法区中的常量和类，当一个常量没有任何对象引用它，它就可以被回收了。而对于类，如果可以判定它为无用类，就可以被回收了。

How? -- 如何回收？

标记-清除(Mark-Sweep)算法

分为两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。缺点：效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；空间问题，会产生很多碎片。

复制算法

将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只用其中一块。当这一块用完了，就将还存活的对象复制到另外一块上面，然后把原始空间全部回收。高效、简单。缺点：将内存缩小为原来的一半。

标记-整理(Mark-Compat)算法

标记过程与标记-清除算法过程一样，但后面不是简单的清除，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清除掉端边界以外的内存。

分代收集(Generational Collection)算法

• 新生代中，每次垃圾收集时都有大批对象死去，只有少量存活，就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集；

• 老年代中，其存活率较高、没有额外空间对它进行分配担保，就应该使用“标记-整理”或“标记-清理”算法进行回收。

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内存分配

Java技术体系中所提倡的自动内存管理最终可以归结为自动化的解决2个问题：给对象分配内存以及回收分配给对象的内存。

对象优先在Eden分配

大多数情况下，对象在新生代Eden区分配。当Eden区没有足够的内存时，虚拟机将发起一次Minor GC。

• Minor GC(新生代GC):指发生在新生代的垃圾收集动作，因为Java对象大多都具备朝生夕灭的特性，所以Minor GC发生的非常频繁。

• Full GC/Major GC(老年代GC):指发生在老年代的GC，出现了Major GC，经常会伴随至少一次的Minor GC。

大对象直接进老年代

大对象是指需要大量连续内存空间的Java对象（例如很长的字符串以及数组）。

长期存活的对象将进入老年代

JVM为每个对象定义一个对象年龄计数器。

• 如果对象在Eden出生并经历过第一次Minor GC后仍然存活，并且能够被Survivor容纳，则应该被移动到Survivor空间中，并且年龄对象设置为1；

• 对象在Survivor区中每熬过一次Minor GC，年龄就会增加1岁，当它的年龄增加到一定程度(默认为15岁，可通过参数-XX:MaxTenuringThreshold设置)，就会被晋升到老年代中。

• 要注意的是：JVM并不是永远的要求对象的年龄必须达到MaxTenuringThreshold才能晋升老年代，如果在Survivor空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor空间的一般，年龄大于等于该年龄的对象就可以直接进入老年代，无需等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。

空间分配担保

• 在发生Minor GC之前，虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间，如果这个条件成立，则进行Minor GC是安全的；

• 如果不成立，则虚拟机会查看HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败。如果允许，则急促检查老年代最大可用连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小，如果大于，将尝试着进行一次Minor GC，尽管它是有风险的；

• 如果小于或者HandePromotionFailure设置为不允许冒险，则这时要改为进行一次Full GC.

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Minor GC ，Full GC 触发条件

Minor GC触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC。

Full GC触发条件：

（1）调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行

（2）老年代空间不足

（3）方法区空间不足

（4）通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存

（5）由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

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JVM主要包括四个部分：

image

1.类加载器（ClassLoader）:在JVM启动时或者在类运行时将需要的class加载到JVM中。（右图表示了从java源文件到JVM的整个过程，可配合理解。 关于类的加载机制，可以参考http://blog.csdn.net/tonytfjing/article/details/47212291）

2.执行引擎：负责执行class文件中包含的字节码指令（执行引擎的工作机制，这里也不细说了，这里主要介绍JVM结构）；

3.内存区（也叫运行时数据区）：是在JVM运行的时候操作所分配的内存区。运行时内存区主要可以划分为5个区域，如图：

image

4.本地方法接口：

主要是调用C或C++实现的本地方法及返回结果。

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垃圾检测、回收算法

垃圾收集器一般必须完成两件事：检测出垃圾；回收垃圾。怎么检测出垃圾？一般有以下几种方法：

引用计数法：给一个对象添加引用计数器，每当有个地方引用它，计数器就加1；引用失效就减1。

好了，问题来了，如果我有两个对象A和B，互相引用，除此之外，没有其他任何对象引用它们，实际上这两个对象已经无法访问，即是我们说的垃圾对象。但是互相引用，计数不为0，导致无法回收，所以还有另一种方法：

可达性分析算法：以根集对象为起始点进行搜索，如果有对象不可达的话，即是垃圾对象。这里的根集一般包括java栈中引用的对象、方法区常良池中引用的对象

本地方法中引用的对象等。

总之，JVM在做垃圾回收的时候，会检查堆中的所有对象是否会被这些根集对象引用，不能够被引用的对象就会被垃圾收集器回收。一般回收算法也有如下几种：

1.标记-清除（Mark-sweep）

算法和名字一样，分为两个阶段：标记和清除。标记所有需要回收的对象，然后统一回收。这是最基础的算法，后续的收集算法都是基于这个算法扩展的。

不足：效率低；标记清除之后会产生大量碎片。效果图如下：

image

2.复制（Copying）

此算法把内存空间划为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域。垃圾回收时，遍历当前使用区域，把正在使用中的对象复制到另外一个区域中。此算法每次只处理正在使用中的对象，因此复制成本比较小，同时复制过去以后还能进行相应的内存整理，不会出现“碎片”问题。当然，此算法的缺点也是很明显的，就是需要两倍内存空间。效果图如下：

image

3.标记-整理（Mark-Compact）

此算法结合了“标记-清除”和“复制”两个算法的优点。也是分两阶段，第一阶段从根节点开始标记所有被引用对象，第二阶段遍历整个堆，把清除未标记对象并且把存活对象“压缩”到堆的其中一块，按顺序排放。此算法避免了“标记-清除”的碎片问题，同时也避免了“复制”算法的空间问题。效果图如下：

image

（1,2,3 图文摘自 http://pengjiaheng.iteye.com/blog/520228，感谢原作者。）

4.分代收集算法

这是当前商业虚拟机常用的垃圾收集算法。分代的垃圾回收策略，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的。因此，不同生命周期的对象可以采取不同的收集方式，以便提高回收效率。

为什么要运用分代垃圾回收策略？在java程序运行的过程中，会产生大量的对象，因每个对象所能承担的职责不同所具有的功能不同所以也有着不一样的生命周期，有的对象生命周期较长，比如Http请求中的Session对象，线程，Socket连接等；有的对象生命周期较短，比如String对象，由于其不变类的特性，有的在使用一次后即可回收。试想，在不进行对象存活时间区分的情况下，每次垃圾回收都是对整个堆空间进行回收，那么消耗的时间相对会很长，而且对于存活时间较长的对象进行的扫描工作等都是徒劳。因此就需要引入分治的思想，所谓分治的思想就是因地制宜，将对象进行代的划分，把不同生命周期的对象放在不同的代上使用不同的垃圾回收方式。

如何划分？将对象按其生命周期的不同划分成：年轻代(Young Generation)、年老代(Old Generation)、持久代(Permanent Generation)。其中持久代主要存放的是类信息，所以与java对象的回收关系不大，与回收息息相关的是年轻代和年老代。这里有个比喻很形象

“假设你是一个普通的 Java 对象，你出生在 Eden 区，在 Eden 区有许多和你差不多的小兄弟、小姐妹，可以把 Eden 区当成幼儿园，在这个幼儿园里大家玩了很长时间。Eden 区不能无休止地放你们在里面，所以当年纪稍大，你就要被送到学校去上学，这里假设从小学到高中都称为 Survivor 区。开始的时候你在 Survivor 区里面划分出来的的“From”区，读到高年级了，就进了 Survivor 区的“To”区，中间由于学习成绩不稳定，还经常来回折腾。直到你 18 岁的时候，高中毕业了，该去社会上闯闯了。于是你就去了年老代，年老代里面人也很多。在年老代里，你生活了 20 年 (每次 GC 加一岁)，最后寿终正寝，被 GC 回收。有一点没有提，你在年老代遇到了一个同学，他的名字叫爱德华 (慕光之城里的帅哥吸血鬼)，他以及他的家族永远不会死，那么他们就生活在永生代。”

具体区域可以通过VisualVM中的VisaulGC插件查看，如图（openjdk 1.7）：

image image

年轻代：是所有新对象产生的地方。年轻代被分为3个部分——Enden区和两个Survivor区（From和to）当Eden区被对象填满时，就会执行Minor GC。并把所有存活下来的对象转移到其中一个survivor区（假设为from区）。Minor GC同样会检查存活下来的对象，并把它们转移到另一个survivor区（假设为to区）。这样在一段时间内，总会有一个空的survivor区。经过多次GC周期后，仍然存活下来的对象会被转移到年老代内存空间。通常这是在年轻代有资格提升到年老代前通过设定年龄阈值来完成的。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，from和to是相对的。

年老代：在年轻代中经历了N次回收后仍然没有被清除的对象，就会被放到年老代中，可以说他们都是久经沙场而不亡的一代，都是生命周期较长的对象。对于年老代和永久代，就不能再采用像年轻代中那样搬移腾挪的回收算法，因为那些对于这些回收战场上的老兵来说是小儿科。通常会在老年代内存被占满时将会触发Full GC,回收整个堆内存。

持久代：用于存放静态文件，比如java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著的影响。

分代回收的效果图如下：

image

我这里之所以最后讲分代，是因为分代里涉及了前面几种算法。年轻代：涉及了复制算法；年老代：涉及了“标记-整理（Mark-Sweep）”的算法。

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触发JVM进行Full GC几种情况

堆内存划分为 Eden、Survivor 和 Tenured/Old 空间，如下图所示：

image

从年轻代空间（包括 Eden 和 Survivor 区域）回收内存被称为 Minor GC，对老年代GC称为Major GC,而Full GC是对整个堆来说的，在最近几个版本的JDK里默认包括了对永生带即方法区的回收（JDK8中无永生带了），出现Full GC的时候经常伴随至少一次的Minor GC,但非绝对的。Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上。下边看看有那种情况触发JVM进行Full GC及应对策略。

1、System.gc()方法的调用

此方法的调用是建议JVM进行Full GC,虽然只是建议而非一定,但很多情况下它会触发 Full GC,从而增加Full GC的频率,也即增加了间歇性停顿的次数。强烈影响系建议能不使用此方法就别使用，让虚拟机自己去管理它的内存，可通过通过-XX:+ DisableExplicitGC来禁止RMI调用System.gc。

2、老年代代空间不足

老年代空间只有在新生代对象转入及创建为大对象、大数组时才会出现不足的现象，当执行Full GC后空间仍然不足，则抛出如下错误：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 为避免以上两种状况引起的Full GC，调优时应尽量做到让对象在Minor GC阶段被回收、让对象在新生代多存活一段时间及不要创建过大的对象及数组。

3、永生区空间不足

JVM规范中运行时数据区域中的方法区，在HotSpot虚拟机中又被习惯称为永生代或者永生区，Permanet Generation中存放的为一些class的信息、常量、静态变量等数据，当系统中要加载的类、反射的类和调用的方法较多时，Permanet Generation可能会被占满，在未配置为采用CMS GC的情况下也会执行Full GC。如果经过Full GC仍然回收不了，那么JVM会抛出如下错误信息：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 为避免Perm Gen占满造成Full GC现象，可采用的方法为增大Perm Gen空间或转为使用CMS GC。

4、CMS GC时出现promotion failed和concurrent mode failure

对于采用CMS进行老年代GC的程序而言，尤其要注意GC日志中是否有promotion failed和concurrent mode failure两种状况，当这两种状况出现时可能

会触发Full GC。promotion failed是在进行Minor GC时，survivor space放不下、对象只能放入老年代，而此时老年代也放不下造成的；concurrent mode failure是在

执行CMS GC的过程中同时有对象要放入老年代，而此时老年代空间不足造成的（有时候“空间不足”是CMS GC时当前的浮动垃圾过多导致暂时性的空间不足触发Full GC）。对措施为：增大survivor space、老年代空间或调低触发并发GC的比率，但在JDK 5.0+、6.0+的版本中有可能会由于JDK的bug29导致CMS在remark完毕

后很久才触发sweeping动作。对于这种状况，可通过设置-XX: CMSMaxAbortablePrecleanTime=5（单位为ms）来避免。

5、统计得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于老年代的剩余空间

这是一个较为复杂的触发情况，Hotspot为了避免由于新生代对象晋升到旧生代导致旧生代空间不足的现象，在进行Minor GC时，做了一个判断，如果之

前统计所得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于旧生代的剩余空间，那么就直接触发Full GC。例如程序第一次触发Minor GC后，有6MB的对象晋升到旧生代，那么当下一次Minor GC发生时，首先检查旧生代的剩余空间是否大于6MB，如果小于6MB，

则执行Full GC。当新生代采用PS GC时，方式稍有不同，PS GC是在Minor GC后也会检查，例如上面的例子中第一次Minor GC后，PS GC会检查此时旧生代的剩余空间是否

大于6MB，如小于，则触发对旧生代的回收。除了以上4种状况外，对于使用RMI来进行RPC或管理的Sun JDK应用而言，默认情况下会一小时执行一次Full GC。可通过在启动时通过- java -

Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=3600000来设置Full GC执行的间隔时间或通过-XX:+ DisableExplicitGC来禁止RMI调用System.gc。

6、堆中分配很大的对象

所谓大对象，是指需要大量连续内存空间的java对象，例如很长的数组，此种对象会直接进入老年代，而老年代虽然有很大的剩余空间，但是无法找到足够大的连续空间来分配给当前对象，此种情况就会触发JVM进行Full GC。

为了解决这个问题，CMS垃圾收集器提供了一个可配置的参数，即-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection开关参数，用于在“享受”完Full GC服务之后额外免费赠送一个碎片整理的过程，内存整理的过程无法并发的，空间碎片问题没有了，但提顿时间不得不变长了，JVM设计者们还提供了另外一个参数 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction,这个参数用于设置在执行多少次不压缩的Full GC后,跟着来一次带压缩的。

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JAVA volidate

一、基本概念**

先补充一下概念：Java 内存模型中的可见性、原子性和有序性。

可见性：

可见性是一种复杂的属性，因为可见性中的错误总是会违背我们的直觉。通常，我们无法确保执行读操作的线程能适时地看到其他线程写入的值，有时甚至是根本不可能的事情。为了确保多个线程之间对内存写入操作的可见性，必须使用同步机制。

可见性，是指线程之间的可见性，一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是一个线程修改的结果。另一个线程马上就能看到。比如：用volatile修饰的变量，就会具有可见性。volatile修饰的变量不允许线程内部缓存和重排序，即直接修改内存。所以对其他线程是可见的。但是这里需要注意一个问题，volatile只能让被他修饰内容具有可见性，但不能保证它具有原子性。比如 volatile int a = 0；之后有一个操作 a++；这个变量a具有可见性，但是a++ 依然是一个非原子操作，也就是这个操作同样存在线程安全问题。

在 Java 中 volatile、synchronized 和 final 实现可见性。

原子性：

原子是世界上的最小单位，具有不可分割性。比如 a=0；（a非long和double类型） 这个操作是不可分割的，那么我们说这个操作时原子操作。再比如：a++； 这个操作实际是a = a + 1；是可分割的，所以他不是一个原子操作。非原子操作都会存在线程安全问题，需要我们使用同步技术（sychronized）来让它变成一个原子操作。一个操作是原子操作，那么我们称它具有原子性。java的concurrent包下提供了一些原子类，我们可以通过阅读API来了解这些原子类的用法。比如：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。

在 Java 中 synchronized 和在 lock、unlock 中操作保证原子性。

有序性：

　　Java 语言提供了 volatile 和 synchronized 两个关键字来保证线程之间操作的有序性，volatile 是因为其本身包含“禁止指令重排序”的语义，synchronized 是由“一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行 lock 操作”这条规则获得的，此规则决定了持有同一个对象锁的两个同步块只能串行执行。

下面内容摘录自《Java Concurrency in Practice》：

下面一段代码在多线程环境下，将存在问题。

[ image

](javascript:void(0);) [+ View code](javascript:;)

<pre class="md-fences md-end-block" lang="java" contenteditable="false" cid="n371" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: Monaco, Consolas, "Andale Mono", "DejaVu Sans Mono", monospace; font-size: 0.9rem; white-space: pre; margin-top: 0px; margin-bottom: 20px; background: var(--code-block-bg-color); display: block; break-inside: avoid; text-align: left; position: relative !important; padding: 10px 30px; border: 1px solid; width: inherit; color: rgb(184, 191, 198); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;"> 1 /**
2 * @author zhengbinMac
3 */
4 public class NoVisibility {
5 private static boolean ready;
6 private static int number;
7 private static class ReaderThread extends Thread {
8 @Override
9 public void run() {
10 while(!ready) {
11 Thread.yield();
12 }
13 System.out.println(number);
14 }
15 }
16 public static void main(String[] args) {
17 new ReaderThread().start();
18 number = 42;
19 ready = true;
20 }
21 }</pre>

[ image

](javascript:void(0);)

NoVisibility可能会持续循环下去，因为读线程可能永远都看不到ready的值。甚至NoVisibility可能会输出0，因为读线程可能看到了写入ready的值，但却没有看到之后写入number的值，这种现象被称为“重排序”。只要在某个线程中无法检测到重排序情况（即使在其他线程中可以明显地看到该线程中的重排序），那么就无法确保线程中的操作将按照程序中指定的顺序来执行。当主线程首先写入number，然后在没有同步的情况下写入ready，那么读线程看到的顺序可能与写入的顺序完全相反。

在没有同步的情况下，编译器、处理器以及运行时等都可能对操作的执行顺序进行一些意想不到的调整。在缺乏足够同步的多线程程序中，要想对内存操作的执行春旭进行判断，无法得到正确的结论。

这个看上去像是一个失败的设计，但却能使JVM充分地利用现代多核处理器的强大性能。例如，在缺少同步的情况下，Java内存模型允许编译器对操作顺序进行重排序，并将数值缓存在寄存器中。此外，它还允许CPU对操作顺序进行重排序，并将数值缓存在处理器特定的缓存中。

二、Volatile原理

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Java语言提供了一种稍弱的同步机制，即volatile变量，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。当把变量声明为volatile类型后，编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的，因此不会将该变量上的操作与其他内存操作一起重排序。volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，因此在读取volatile类型的变量时总会返回最新写入的值。

在访问volatile变量时不会执行加锁操作，因此也就不会使执行线程阻塞，因此volatile变量是一种比sychronized关键字更轻量级的同步机制。

image

当对非 volatile 变量进行读写的时候，每个线程先从内存拷贝变量到CPU缓存中。如果计算机有多个CPU，每个线程可能在不同的CPU上被处理，这意味着每个线程可以拷贝到不同的 CPU cache 中。

而声明变量是 volatile 的，JVM 保证了每次读变量都从内存中读，跳过 CPU cache 这一步。

当一个变量定义为 volatile 之后，将具备两种特性：

1.保证此变量对所有的线程的可见性，这里的“可见性”，如本文开头所述，当一个线程修改了这个变量的值，volatile 保证了新值能立即同步到主内存，以及每次使用前立即从主内存刷新。但普通变量做不到这点，普通变量的值在线程间传递均需要通过主内存（详见：Java内存模型）来完成。

2.禁止指令重排序优化。有volatile修饰的变量，赋值后多执行了一个“load addl $0x0, (%esp)”操作，这个操作相当于一个内存屏障（指令重排序时不能把后面的指令重排序到内存屏障之前的位置），只有一个CPU访问内存时，并不需要内存屏障；（什么是指令重排序：是指CPU采用了允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理）。

volatile 性能：

volatile 的读性能消耗与普通变量几乎相同，但是写操作稍慢，因为它需要在本地代码中插入许多内存屏障指令来保证处理器不发生乱序执行。

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APP 架构设计原则

摘要：好的软件设计必须能够帮助开发者发展和扩充解决方案，保持代码清晰健壮，并且可扩展，易于维护，而不必每件事都重写代码。面对软件存在的问题，必须遵守SOLID原则，不要过度工程化，尽可能降低框架中模块的依赖性。

*CSDN移动将持续为您优选移动开发的精华内容，共同探讨移动开发的技术热点话题，涵盖移动应用、开发工具、移动游戏及引擎、智能硬件、物联网等方方面面。如果您想投稿、参与内容翻译工作，或寻求近匠报道，请发送邮件至tangxy#csdn.net（请把#改成@）。 *

嘿！经过一段时间收集了大量反馈意见后，我认为应该来说说这个话题了。我会在这里给出我认为构建现代移动应用（Android）的好方法，这会是另一番体味。

开始之前，假设你已经阅读过我之前撰写的文章“ Architecting Android…The clean way?”。如果还没有阅读过，为了更好地理解这篇文章，应借此机会读一读：

image

架构演变

演变意味着一个循序渐进的过程，由某些状态改变到另一种不同的状态，且新状态通常更好或更复杂。

照这么一说，软件是随着时间发展和改变的，是架构上的发展和改变。实际上，好的软件设计必须能够帮助我们发展和扩充解决方案，保持其健壮性，而不必每件事都重写代码（虽然在某些情况下重写的方法更好，但是那是另一篇文章的话题，所以相信我，让我们聚焦在前面所讨论的话题上）。

在这篇文章中，我将讲解我认为是必需的和重要的要点，为了保持基本代码条理清晰，要记住下面这张图片，我们开始吧！

image

响应式方法：RxJava

因为已经有很多这方面的文章，还有这方面做得很好、令人景仰的人，所以我不打算在这里讨论RxJava的好处（我假设您已经对它有所体验了）。但是，我将指出在Android应用程序开发方面的有趣之处，以及如何帮助我形成第一个清晰的架构的方法。

首先，我选择了一种响应式的模式通过转换usecase（在这个清晰的架构命名规则中，其被称为interactor）返回Observables<T>，表示所有底层都遵循这一链条，也返回Observables<T> 。

image

正如你所看到的，所有用例继承这个抽象类，并实现抽象方法buildUseCaseObservable()。该方法将建立一个Observables<T>，它承担了繁重的工作，还要返回所需的数据。

需要强调是，在execute()方法中，要确保Observables<T> 是在独立线程执行，因此，要尽可能减轻阻止android主线程的程度。其结果就是会通过android主线程调度程序将主线程压入线程队列的尾部（push back）。

到目前为止，我们的Observables<T>启动并且运行了。但是，正如你所知，必须要观察它所发出的数据序列。要做到这一点，我改进了presenters（MVP模式表现层的一部分），把它变成了观察者（Subscribers），它通过用例对发出的项目做出“react”，以便更新用户界面。

观察者是这样的：

image

每个观察者都是每个presenter的内部类，并实现了一个Defaultsubscriber<T>接口，创建了基本的默认错误处理。

将所有的片段放在一起后，通过下面的图，你可以获得完整的概念：

image

让我们列举一些摆脱基于RxJava方法的好处：

在观察者（Subscribers）与被观察者（Observables）之间去耦合：更加易于维护和测试。

• 简化异步任务：如果要求多个异步执行时，如果需要一个以上异步执行的级别，Java的thread和future的操作和同步比较复杂，因此通过使用调度程序，我们可以很方便地（不需要额外工作）在后台与主线程之间跳转，特别是当我们需要更新UI时。还可以避免“回调的坑”—— 它使我们代码可读性差，且难以跟进。

• 数据转换/组成：在不影响客户端情况下，我们能够整合多个Observables<T>，使解决方案更灵活。

• 错误处理：在任何Observables<T>内发生错误时，就向消费者发出信号。

从我的角度看有一点不足，甚至要为此需要付出代价，那些还不熟悉概念的开发人员还是要遵循学习曲线。但你从中得到了极有价值的东西。为了成功而reactive起来吧！

依赖注入：Dagger 2

关于依赖注入，因为我已经写了一篇完整的文章，我不想说太多。强烈建议你阅读它，这样我们就可以接着说下面的内容了。

值得一提的是，通过实现一个像Dagger 2那样的依赖注入框架我们能够获得：

• 组件重用，因为依赖的对象可以在外部注入和配置。

• 当注入对象作为协作者（collaborators）时，由于对象的实例存在于在一个隔离和解耦地方，这样在我们的代码库中，就不需要做很多的改变，就可以改变任何对象的实现。

• 依赖可以注入到一个组件：这些将这些模拟实现的依赖对象注入成为可能，这使得测试更容易。

Lambda表达式：Retrolambda

没有人会抱怨在代码中使用Java 8的lambada表达式，甚至在简化并摆脱了很多样板代码以后，使用得更多，如你看到这段代码：

image

然而，我百感交集，为什么呢？我们曾在@SoundCloud讨论Retrolambada，主要是是否使用它，结果是：

<pre class="md-fences md-end-block" lang="" contenteditable="false" cid="n485" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: Monaco, Consolas, "Andale Mono", "DejaVu Sans Mono", monospace; font-size: 0.9rem; white-space: pre; margin-top: 0px; margin-bottom: 20px; background: var(--code-block-bg-color); display: block; break-inside: avoid; text-align: left; position: relative !important; padding: 10px 30px; border: 1px solid; width: inherit; color: rgb(184, 191, 198); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">
1. 赞成的理由：</pre>

• Lambda表达式和方法引用

• “try-with-resources”语句

• 使用karma做开发

\2. 反对的理由：

• Java 8 API的意外使用

• 十分令人反感的第三方库

• 要与Android一起使用的第三方插件Gradle

最后，我们认定它不能为我们解决任何问题：你的代码看起来很好且具有可读性，但这不是我们与之共存的东西，由于现在所有功能最强大的IDE都包含代码折叠式选项，这就涵盖这一需求了，至少是一个可接受的方式。

说实话，尽管我可能会在业余时间的项目中使用它，但在这里使用它的主要原因是尝试和体验Android中Lambda表达式。是否使用它由你自己决定。在这里我只是展示我的视野。当然，对于这样一项了不起的工作，这个库的作者值得称赞。

测试方法

在测试方面，与示例的第一个版本相关的部分变化不大：

• 表现层：用Espresso 2和Android Instrumentation测试框架测试UI。

• 领域层：JUnit + Mockito —— 它是Java的标准模块。

• 数据层：将测试组合换成了Robolectric 3 + JUnit + Mockito。这一层的测试曾经存在于单独的Android模块。由于当时（当前示例程序的第一个版本）没有内置单元测试的支持，也没有建立像robolectric那样的框架，该框架比较复杂，需要一群黑客的帮忙才能让其正常工作。

幸运的是，这都是过去的一部分，而现在所有都是即刻可用，这样我可以把它们重新放到数据模块内，专门为其默认的测试路径：src/test/java。

包的组织

我认为一个好的架构关键因素之一是代码/包的组织：程序员浏览源代码遇到的第一件事情就是包结构。一切从它流出，一切依赖于它。

我们能够辨别出将应用程序封装进入包（package）的2个路径：

• 按层分包：每一个包（package）中包含的项通常不是彼此密切相关的。这样包的内聚性低、模块化程度低，包之间偶合度高。因此，编辑某个特性要编辑来自不同包的文件。另外，单次操作几乎不可能删除掉某个功能特性。

• 按特性分包：用包来体现特性集。把所有相关某一特性（且仅特性相关）的项放入一个包中。这样包的内聚性高，模块化程度高，包之间偶合度低。紧密相关的项放在一起。它们没有分散到整个应用程序中。

我的建议是去掉按特性分包，会带来的好处有以下主要几点：

• 模块化程度更高

• 代码导航更容易

• 功能特性的作用域范围最小化了

如果与功能特性团队一起工作（就像我们在@SoundCloud的所作所为），也会是非常有趣的事情。代码的所有权会更容易组织，也更容易被模块化。在许多开发人员共用一个代码库的成长型组织当中，这是一种成功。

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如你所见，我的方法看起来就像按层分包：这里我可能会犯错（例如，在“users”下组织一切），但在这种情况下我会原谅自己，因为这是个以学习为目的的例子，而且我想显示的是清晰架构方法的主要概念。领会其意，切勿盲目模仿:-)。

还需要做的事：组织构建逻辑

我们都知道，房子是从地基上建立起来的。软件开发也是这样，我想说的是，从我的角度来看，构建系统（及其组织）是软件架构的重要部分。

在Android平台上，我们采用Gradle，它事实上是一种与平台无关的构建系统，功能非常强大。这里的想法是通过一些提示和技巧，让你组织构建应用程序时能够得到简化。

• 在单独的gradle构建文件中按功能对内容进行分组

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因此，你可以用“apply from: ‘buildsystem/ci.gradle’”插入到任何Gradle建立的文件中进行配置。不要把所有都放置在一个build.gradle文件中，否则就是去创建一个怪物，这是教训。

• 创建依赖关系图

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如果想在项目的不同模块间重用相同的组件版本，这很好；否则就要在不同的模块间使用不同的版本的组件依赖。另外一点，你是在同一个地方控制依赖关系，像组件版本发生冲突这样的事情一眼就能看出来。

结语

到目前为止讲了那么多，一句话，要记住没有灵丹妙药。但好的软件架构会帮助代码保持清晰和健壮，还可以保持代码的可扩展性，易于维护。

我想指出一些事情。面对软件存在的问题，要报以本应当解决的态度：

• 遵守SOLID原则

• 不要过度思考（不过度工程化）

• 务实

• 尽可能降低（Android）框架中模块的依赖性

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Android MVC、MVP和MVVP的概念、运用及区别

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mvc mvp mvvp区别**

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1 简介

英文原文：MVC vs. MVP vs. MVVM

三者的目的都是分离关注，使得UI更容易变换（从Winform变为Webform），使得UI更容易进行单元测试。

2 MVC/MVP

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** 2.1 MVC**

1、View接受用户的交互请求

2、View将请求转交给Controller

3、Controller操作Model进行数据更新

4、数据更新之后，Model通知View数据变化

5、View显示更新之后的数据

View和Controller使用Strategy模式实现，View使用Composite模式，View和Model通过Observer模式同步信息。Controller不知道任何View的细节，一个Controller能被多个View使用。MVC的一个缺点是很难对Controller进行单元测试，Controller操作数据，但是如何从View上断言这些数据的变化呢？例如，点击一个View的按钮，提交一个事件给Controller，Controller修改Model的值。这个值反映到View上是字体和颜色的变化。测试这个Case还是有点困难的。

2.2 MVP

1、View接受用户的交互请求

2、View将请求转交给Presenter

3、Presenter操作Model进行数据库更新

4、数据更新之后，Model通知Presenter数据发生变化

5、Presenter更新View的数据

Presenter将Model的变化返回给View。和MVC不同的是，Presenter会反作用于View，不像Controller只会被动的接受View的指挥。正常情况下，发现可以抽象View，暴露属性和事件，然后Presenter引用View的抽象。这样可以很容易的构造View的Mock对象，提高可单元测试性。在这里，Presenter的责任变大了，不仅要操作数据，而且要更新View。

在现实中，MVP的实现会根据View的充、贫血而有一些不同，一部分倾向于在View中放置简单的逻辑，在Presenter放置复杂的逻辑；另一部分倾向于在presenter中放置全部的逻辑。这两种分别被称为：Passive View和Superivising Controller。

在Passive View中，为了减少UI组件的行为，使用Controller不仅控制用户事件的响应，而且将结果更新到View上。可以集中测试Controller，减小View出问题的风险。

在Superivising Controller中的Controller既处理用户输入的响应，又操作View处理View的复杂逻辑。

3 M-V-VM

MVVM 模式将 Presenter 改名为 ViewModel，基本上与 MVP 模式完全一致。

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MVVM是在原有领域Model的基础上添加一个ViewModel，这个ViewModel除了正常的属性意外，还包括一些供View显示用的属性。例如在经典的MVP中，View有一个属性IsCheck，需要在Presenter中设置View的IsCheck值。但是在MVVM中的Presenter也会有一个IsCheck属性来同步View的IsCheck属性，可能会用到Observer模式同步IsCheck的值。在MVVM中，Presenter被改名为ViewModel，就演变成了你看到的MVVM。在支持双向绑定的平台，MVVM更受欢迎。例如：微软的WPF和Silverlight。

复杂的软件必须有清晰合理的架构，否则无法开发和维护。

MVC（Model-View-Controller）是最常见的软件架构之一，业界有着广泛应用。它本身很容易理解，但是要讲清楚，它与衍生的 MVP 和 MVVM 架构的区别就不容易了。

昨天晚上，我读了《Scaling Isomorphic Javascript Code》，突然意识到，它们的区别非常简单。我用几段话，就可以说清。

一、MVC

MVC模式的意思是，软件可以分成三个部分。

视图（View）：用户界面。

控制器（Controller）：业务逻辑

模型（Model）：数据保存

1接受用户指令时，MVC 可以分成两种方式。一种是通过 View 接受指令，传递给 Controller。

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2.另一种是直接通过controller接受指令。

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View 传送指令到 Controller

Controller 完成业务逻辑后，要求 Model 改变状态

Model 将新的数据发送到 View，用户得到反馈

基本的MVC所有通信都是单向的。

3.有些实际项目有了变形的MVC是前两种混合并且M与V是双向

实际项目往往采用更灵活的方式，以 Backbone.js 为例。

\1. 用户可以向 View 发送指令（DOM 事件），再由 View 直接要求 Model 改变状态。

\2. 用户也可以直接向 Controller 发送指令（改变 URL 触发 hashChange 事件），再由 Controller 发送给 View。

\3. Controller 非常薄，只起到路由的作用，而 View 非常厚，业务逻辑都部署在 View。所以，Backbone 索性取消了 Controller，只保留一个 Router（路由器） 。

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四、MVP

MVP 模式将 Controller 改名为 Presenter，同时改变了通信方向。

\1. 各部分之间的通信，都是双向的。

\2. View 与 Model 不发生联系，都通过 Presenter 传递。

\3. View 非常薄，不部署任何业务逻辑，称为"被动视图"（Passive View），即没有任何主动性，而 Presenter非常厚，所有逻辑都部署在那里。

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五、MVVM

MVVM 模式将 Presenter 改名为 ViewModel，基本上与 MVP 模式完全一致。

唯一的区别是，它采用双向绑定（data-binding）：View的变动，自动反映在 ViewModel，反之亦然。Angular 和 Ember 都采用这种模式。

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MVC、MVP、MVVP

https://www.cnblogs.com/wytiger/p/5305087.html

http://blog.csdn.net/qq_17250009/article/details/51161074

http://cache.baiducontent.com/c?m=9f65cb4a8c8507ed19fa950d100b92235c438014648c83493e8ed45f93130a1c187ba1a626201306d6c17e6500a81e5efeb56b32610c7ff3cadf883b82ffd03f2ff97870345e&p=882a9644d68113fc57efe63d46498e&newp=8d71c64ad4d533f508e2977f0d0580231610db2151d7da126b82c825d7331b001c3bbfb42325130ed7c478620aac4357e9f5317535012ba3dda5c91d9fb4c574799e556e&user=baidu&fm=sc&query=mvc+mvp+mvvp&qid=e4e3612300017f95&p1=10