面试题:IPC(跨进程通信)
发布日期:2021-05-14 18:01:21 浏览次数:18 分类:精选文章

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Q1:IPC基础及概念?

IPC(Inter-Process Communication,跨进程通信)是指两个或多个进程之间进行数据交换的过程。在操作系统中,进程间通信是实现多任务处理的重要机制。每个操作系统都有自己的IPC机制,例如:

  • Windows:通过剪切板、管道、油槽等进行进程间通讯。
  • Linux:通过命名空间、共享内容、信号量等进行进程间通讯。
  • Android:虽然基于Linux,但独具特色的通讯方式有Binder、Socket等。

IPC的使用场景:

  • 某些模块因特殊原因要运行在单独进程中。
  • 为加大一个应用可使用的内存,需通过多进程来获取多份内存空间。
  • 当前应用需要向其它应用获取数据。
  • Android的进程架构:

    Android系统的进程架构设计具有以下优点:

    • 稳定性和安全性高:每个进程拥有独立的虚拟地址空间,防止其他进程访问内存,进程崩溃不会影响整个系统。
    • 便于复用与管理:内核共享有助于系统维护和并发操作,节省内核空间。

    Q2:Android中进程和线程的关系?区别?

    进程(Process)与线程(Thread):

    • 进程:一个执行单元,通常指一个程序或应用。
    • 线程:CPU调度的最小单元,系统资源的有限使用。

    两者关系:

    • 一个进程可以包含多个线程,例如一个应用程序可以同时执行多个任务。
    • 主线程(UI线程):负责处理用户界面操作。
    • 子线程:用于耗时操作,避免在主线程中进行。

    Q3:为何需要进行IPC?多进程通信可能会出现什么问题?

    为何需要IPC:

    • 多进程模式:为了解决内存不足问题,Android允许在同一个应用内创建多个进程,分担主进程的压力。
    • 跨进程通信:不同进程之间需要安全、高效地传输数据。

    多进程通信可能出现的问题:

  • 静态成员和单例模式失效:多进程环境下,静态变量和单例模式无法保证唯一性。
  • 线程同步机制失效:多个进程的并发访问可能导致竞态条件和死锁。
  • SharedPreferences可靠性下降:多进程环境下,SharedPreferences的读写可能不一致。
  • Application多次创建:多进程模式下,Application可能被多次创建,导致资源管理困难。

  • Q4:Android中IPC方式有几种? 为何新增Binder来作为主要的IPC方式?

    Android中的IPC方式:

    Android系统提供了多种IPC方式,包括:

  • Messenger:基于Binder实现,适用于服务化交互。
  • AIDL(Android Interface Definition Language):基于Binder,用于跨进程接口定义。
  • ContentProvider:通过共享内容进行数据交互。
  • Socket:通过网络 socket 进行通信。
  • 为什么选择Binder:

  • 安全性:Android系统为每个进程分配唯一的UID和PID,防止恶意进程间通信。
  • 效率:Binder机制仅需一次数据拷贝,相比Socket的两次拷贝更高效。
  • 可扩展性:Binder架构清晰,便于扩展和定制。

  • Binder通信过程:

  • 客户端获取服务端代理:客户端进程通过Binder驱动获取服务端进程的代理。
  • 发送请求:客户端调用代理接口方法,发送请求数据。
  • 处理请求:代理将请求通过Binder驱动发送到服务端进程。
  • 返回结果:服务端处理完成后,通过Binder驱动将结果返回给客户端代理。
  • 结果传递:代理将处理结果反馈给客户端进程。

  • Binder机制的组成:

  • 客户端(Client):请求服务端进程的接口方法。
  • 服务端(Server):实现接口方法,处理客户端请求。
  • ServiceManager:管理服务注册和发现,向客户端提供服务接口。

  • Q7:Android中有哪些基于Binder的IPC方式?简单对比下?

    基于Binder的IPC方式:

  • Messenger:通过Binder实现进程间通信。
  • AIDL:定义跨进程接口,通过Binder通信。
  • ContentProvider:通过Binder机制共享数据内容。
  • 对比:

    方式 操作机制 优点 缺点
    Messenger 基于接口调用 高效、灵活 开销较高,不适合频繁调用
    AIDL 基于接口定义 强类型化,安全性高 开发复杂度较高
    ContentProvider 共享数据内容 方便数据交互 适用场景有限

    Q8:是否了解AIDL?原理是什么?如何优化多模块都使用AIDL的情况?

    AIDL(Android Interface Definition Language):

    AIDL是一种基于Binder的跨进程接口定义语言,用于定义服务与客户端之间的接口。其原理是:

  • 服务端注册:服务端进程将接口方法注册到ServiceManager。
  • 客户端获取代理:客户端进程通过ServiceManager获取服务端代理。
  • 调用接口:客户端调用代理接口方法,传递数据。
  • 优化多模块使用AIDL:

  • 分层设计:合理分层模块,避免接口过于庞大。
  • 减少接口数量:避免重复接口定义,优化代码维护。
  • 使用Parcel化:通过Parcel对象传输大数据,提高效率。
  • 线程管理:确保UI线程和子线程的数据传输同步。

  • Q9:什么是序列化?Serializable接口和Parcelable接口的区别?为何推荐使用后者?

    序列化:

    序列化是将对象的状态转换为可以传输或存储的格式,便于数据交互。

    Serializable与Parcelable的区别:

  • 使用方式

    • Serializable:只能通过默认的readObject()和writeObject()方法进行序列化。
    • Parcelable:需要实现writeToParcel()和readFromParcel()方法,提供更大的控制权。
  • 性能

    • Serializable:数据转换为字符串,性能较差。
    • Parcelable:数据转换为 Parcelable对象,性能更高。
  • 适用场景

    • Serializable:适用于需要频繁序列化和反序列化的场景。
    • Parcelable:推荐用于需要高效传输和反序列化的场景。
  • 为何推荐Parcelable:

    • 性能更优:Parcelable的数据传输效率更高。
    • 控制更强:可以自定义序列化和反序列化逻辑。
    • 适合跨进程通信:在Binder通信中,Parcelable是首选方式。
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