Android 冷知识

作者: 阿木Robert | 来源:发表于2022-01-05 14:10 被阅读0次

1.binder oneway

oneway：调用方(Client)非阻塞（non-block）
非 oneway：调用方(Client)阻塞（休眠）

2.Handler之IdleHandler

使用和原理：

Looper.myQueue().addIdleHandler(new IdleHandler(){ 
  @Override
  public boolean queueIdle() { 
    // TODO Auto-generated method stub
    //你想做的任何事情
    //
    doSomeThing()
    //需要注意，当queueIdle返回true，将会在每次空闲的时候都会调用 queueIdle，
    //反之要是返回false，则只调用一次。
    return false; 
  }
});

目前可以想到的场景：
1.Activity启动优化：onCreate，onStart，onResume中耗时较短但非必要的代码可以放到IdleHandler中执行，减少启动时间
2.想要一个View绘制完成之后添加其他依赖于这个View的View，当然这个View#post()也能实现，区别就是前者会在消息队列空闲时执行。
3.发生一个返回true的IdleHandler，在里面让某个View不停闪烁，这样当用户发呆时就可以诱导用户点击这个View，这也是种很酷的操作。
4.一些第三方库中使用，比如LeakCanary，Glide中使用到，做内存泄漏检测。

3文件锁

FileLock 用来表示文件区域锁定标记，是锁操作的辅助类，可以通过 FileChannel.lock() 或者 FileChannel.tryLock() 等方法获取文件锁，一旦获取锁则持续有效，直到被 release() 或 JVM 退出，可以通过 FileLock.isValid() 方法来检测文件锁的有效性。
文件锁要么是共享锁，要么是独占锁。可以通过 FileLock.isShared() 方法来检测锁的模式。
共享锁指的是允许多个并发进行文件的读取操作，独占锁指的是只允许一个进行文件的读/写操作。

FileChannel channel = FileChannel.open(path);
//阻塞直至可获得锁。
FileLock lock = channel.lock();
//立即返回，要么返回锁，要么在锁不可获得的情况下返回null。
FileLock lock = channel.tryLock();

//如果shared为false，则锁定文件的目的是独占锁。
//如果shared为true，则是一个共享锁，允许多个进程从文件中读入，并阻止任何进程获得独占的锁。
FileLock.isShared();

//如果锁定了文件的尾部，而这个文件的长度随后增长超过了锁定的部分，那么增长出来的额外区域是未锁定的。
//想要锁定所有的字节可以使用 Long.MAX_VALUE 来表示 size。
FileLock lock = channel.lock(start, size, shared);
FileLock lock = channel.tryLock(start, size, shared);
//锁释放
lock.release();
lock = null;

应用：App保活
原理如下：
1.利用Linux文件锁的原理，使用2个进程互相监听各自的文件锁，来感知彼此的死亡。
2.通过 fork 产生子进程，fork 的进程同属一个进程组，一个被杀之后会触发另外一个进程被杀，从而被文件锁感知。

具体来说，创建 2 个进程 p1, p2，这两个进程通过文件锁互相关联，一个被杀之后拉起另外一个；同时 p1 经过 2 次 fork 产生孤儿进程 c1，p2 经过 2 次 fork 产生孤儿进程 c2，c1 和 c2 之间建立文件锁关联。这样假设 p1 被杀，那么 p2 会立马感知到，然后 p1 和 c1 同属一个进程组，p1 被杀会触发 c1 被杀，c1 死后 c2 立马感受到从而拉起 p1，因此这四个进程三三之间形成了铁三角，从而保证了存活率。

拉起进程方案：
过 native code 给 ams 发送 binder 调用；
当然，如果再底层一点，我们甚至可以通过 ioctl 直接给 binder 驱动发送数据进而完成调用。

4.日志库核心

1.存储，使用mmap,优化io. java提供了map的方法，但是没有unmap,可以反射调用。
MappedByteBuffer map unmap

rafi = new RandomAccessFile(cacheFile, "rw");
            rafo = new RandomAccessFile(logFile, "rw");

            fci = rafi.getChannel();
            fco = rafo.getChannel();

            long cacheSize = fci.size();
            long logSize = fco.size();

            MappedByteBuffer mbbi = fci.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, cacheSize);
            MappedByteBuffer mbbo = fco.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, logSize, cacheSize);
            for (int i = 0; i < cacheSize; i++) {
                mbbo.put(mbbi.get(i));
            }
            //解除内存映射
            unmap(mbbi);
            unmap(mbbo);

2.加解密

5.IO

1.NIO
多线程阻塞式 I/O 会增加系统开销

非阻塞的 NIO 将 I/O 以事件的方式通知，减少线程切换的开销.
应用程序的实现会变得更复杂，有的时候异步改造并不容易.

NIO 的最大作用不是减少读取文件的耗时，而是最大化提升应用整体的 CPU 利用率。在 CPU 繁忙的时候，我们可以将线程等待磁盘 I/O 的时间来做部分 CPU 操作
读写分离，Buffer 的大小一般推荐使用 4KB 以上

2.Okio：
http://www.javashuo.com/article/p-hlddrbjq-cd.html

3.读写分离+Buffer IO+阻塞队列

6.网络优化

DNS优化核心需要解决的问题有两点：

【1】由于DNS劫持或故障造成的服务不可用，进而影响用户体验，影响公司的收入。

【2】由于DNS调度不准确导致的性能退化，进而影响用户体验。

解决方案：HttpDns

要点：
1.IPv4/IPv6协议栈探测：使用UDP探测
2.使用客户端重试3次机制；
3.使用缓存；

TCP

提供面向连接的，可靠的字节流服务
tcp的可靠性:
分块传送：数据被分割成最合适的数据块（UDP的数据报长度不变）
等待确认：通过定时器等待接收端发送确认请求，收不到确认则重发
确认回复：收到确认后发送确认回复(不是立即发送，通常推迟几分之一秒)
数据校验：保持首部和数据的校验和，检测数据传输过程有无变化
乱序排序：接收端能重排序数据，以正确的顺序交给应用端
重复丢弃：接收端能丢弃重复的数据包
滑动窗口：两端有固定大小的缓冲区（滑动窗口），防止速度不匹配丢数据;
3.三次握手

image

1）客户端发送SYN，表明要向服务器建立连接。同时带上序列号ISN
2）服务器返回ACK（序号为客户端序列号+1）作为确认。同时发送SYN作为应答（SYN的序列号为服务端唯一的序号）
3）客户端发送ACK确认收到回复（序列号为服务端序列号+1）；
why?
4.四次挥手

image
tcp连接是全双工的，数据在两个方向上能同时传递。要确保双方，同时能发数据和收数据
第一次握手：证明了发送方能发数据
第二次握手：ack确保了接收方能收数据，syn确保了接收方能发数据
第三次握手：确保了发送方能收数据
四次握手浪费，两次握手不能保证“双方同时具备收发功能”.

ime_wait状态
也称为2MSL等待状态，报文段最大生存时间。常用值为30s，1min，2min。linux一般为30s。
主动关闭的一方发送最后一个ack所处的状态
这个状态必须维持2MSL等待时间.
目的：预留足够的时间给接收端收ack。同时保证，这个连接不会和后续的连接乱套
1)保证客户端或关闭方发送的最后一个ACK报文能够到达服务器或接受方，因为这个ACK报文可能丢失。
服务器的角度看来，S发送了FIN+ACK报文请求断开，C没有回应，应该是S发送的请求断开报文C没有收到，于是S又会重新发送一次，而C就能在这个2MSL时间段内收到这个重传的报文，接着给出回应报文，并且会重启2MSL计时器。如果客户端收到服务端的FIN+ACK报文后，发送一个ACK给服务端之后就“自私”地立马进入CLOSED状态，可能会导致服务端无法确认收到最后的ACK指令，无法进入CLOSED状态.
2)防止失效请求。客户端发送完最后一个确认报文后，在这个2MSL时间中，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样新的连接中不会出现旧连接的请求报文。

5.重要特性

确认应答机制(ACK机制)：

每一个ACK都带有对应的确认序列号, 意思是告诉发送者, 我已经收到了哪些数据; 下一次你要从哪里开始发.

超时重传机制

主机A发送数据给B之后, 可能因为网络拥堵等原因, 数据无法到达主机B
如果主机A在一个特定时间间隔内没有收到B发来的确认应答, 就会进行重发
但是主机A没收到确认应答也可能是ACK丢失了.这种情况下, 主机B会收到很多重复数据.
这时候利用前面提到的序列号, 就可以做到去重.
超时时间如何确定?
动态计算：以500ms为一个单位进行控制, 每次判定超时重发的超时时间都是500ms的整数倍.
如果重发一次之后, 仍然得不到应答, 等待 2500ms 后再进行重传. 如果仍然得不到应答, 等待 4500ms 进行重传.
依次类推, 以指数形式递增. 累计到一定的重传次数, TCP认为网络异常或者对端主机出现异常, 强制关闭连接.

滑动窗口

如果出现了丢包, 那么该如何进行重传呢?
此时分两种情况讨论:
1, 数据包已经收到, 但确认应答ACK丢了.这种情况下, 部分ACK丢失并无大碍, 因为还可以通过后续的ACK来确认对方已经收到了哪些数据包.

数据包丢失：
当某一段报文丢失之后, 发送端会一直收到 1001 这样的ACK, 就像是在提醒发送端 “我想要的是 1001”
如果发送端主机连续三次收到了同样一个 “1001” 这样的应答, 就会将对应的数据 1001 - 2000 重新发送
这个时候接收端收到了 1001 之后, 再次返回的ACK就是7001了
因为2001 - 7000接收端其实之前就已经收到了, 被放到了接收端操作系统内核的接收缓冲区中.
这种机制被称为 “高速重发控制” ( 也叫 “快重传” )

流量控制

接收端将自己可以接收的缓冲区大小放入 TCP 首部中的 “窗口大小” 字段,
通过ACK通知发送端;
窗口大小越大, 说明网络的吞吐量越高;
接收端一旦发现自己的缓冲区快满了, 就会将窗口大小设置成一个更小的值通知给发送端;
发送端接受到这个窗口大小的通知之后, 就会减慢自己的发送速度;
如果接收端缓冲区满了, 就会将窗口置为0;
这时发送方不再发送数据, 但是需要定期发送一个窗口探测数据段, 让接收端把窗口大小再告诉发送端.

拥塞控制:是TCP协议想尽可能快的把数据传输给对方, 但是又要避免给网络造成太大压力的折中方案

TCP引入慢启动机制, 先发少量的数据, 探探路, 摸清当前的网络拥堵状态以后, 再决定按照多大的速度传输数据.
拥塞窗口：
发送开始的时候, 定义拥塞窗口大小为1;
每次收到一个ACK应答, 拥塞窗口加1;
每次发送数据包的时候, 将拥塞窗口和接收端主机反馈的窗口大小做比较, 取较小的值作为实际发送的窗口
慢启动的阈值, 当拥塞窗口的大小超过这个阈值的时候, 不再按照指数方式增长, 而是按照线性方式增长.

延迟应答

如果接收数据的主机立刻返回ACK应答, 这时候返回的窗口可能比较小.
假设接收端缓冲区为1M. 一次收到了500K的数据;
如果立刻应答, 返回的窗口大小就是500K;
但实际上可能处理端处理的速度很快, 10ms之内就把500K数据从缓冲区消费掉了; 在这种情况下, 接收端处理还远没有达到自己的极限, 即使窗口再放大一些, 也能处理过来;

数量限制: 每隔N个包就应答一次
时间限制: 超过最大延迟时间就应答一次
一般 N 取2, 最大延迟时间取200ms

捎带应答

ACK就可以搭顺风车, 和服务器回应的 “Fine, thank you” 一起发送给客户端。

面向字节流

创建一个TCP的socket, 同时在内核中创建一个发送缓冲区和一个接收缓冲区;
调用write时, 数据会先写入发送缓冲区中;
如果发送的字节数太大, 会被拆分成多个TCP的数据包发出;
如果发送的字节数太小, 就会先在缓冲区里等待, 等到缓冲区大小差不多了, 或者到了其他合适的时机再发送出去;
接收数据的时候, 数据也是从网卡驱动程序到达内核的接收缓冲区;
然后应用程序可以调用read从接收缓冲区拿数据;
另一方面, TCP的一个连接, 既有发送缓冲区, 也有接收缓冲区,
那么对于这一个连接, 既可以读数据, 也可以写数据, 这个概念叫做全双工

粘包问题

站在应用层的角度, 应用层的数据包，是一串连续的字节数据，没有明确的边界。

客户端心跳包使用

方案一
最简单的策略当然是客户端定时n秒发送心跳包，服务端收到心跳包后，回复客户端的心跳，如果客户端连续m秒没有收到心跳包，则主动断开连接，然后重连，将正常的业务请求暂时不发送的该台服务器上。

方案二
这样传送一些无效的数据包有点多，可以做些优化。因为心跳就是一种探测请求，业务上的正常请求除了做业务处理外，还可以用作探测的功能，比如此时有请求需要发送到服务端，这个请求就可以当作是一次心跳，服务端收到请求，处理后回复，只要服务端有回复，就表明链路还是通的，如果客户端请求比较空闲的时候，服务端一直没有数据回复，就使用心跳进行探测，这样就有效利用了正常的请求来作为心跳的功能，减少无效的数据传输。

6.滑动窗口
TCP滑动窗口技术通过动态改变窗口大小来调节两台主机间数据传输。每个TCP/IP主机支持全双工数据传输，因此TCP有两个滑动窗口：一个用于接收数据，另一个用于发送数据。

7.为什么用socket而不是binder fork进程

fork不允许存在多线程。而非常巧的是Binder通讯偏偏就是多线程，所以干脆父进程（Zgote）这个时候就不使用binder线程

作者：kinnylee
链接：https://juejin.cn/post/6844903685563105293
来源：稀土掘金
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