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发布于 2026-08-08 / 24 阅读
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Android开发面试准备 -- Java、Kotlin、C++语言考点

#面试

面试准备

1）Java：集合、多线程、内存、泛型、JNI 基础；

2）Kotlin：协程、Flow、空安全；

3）C++ 加分项准备：讲 JNI 调用、内存管理、指针、 JNI 调用 C++ 音视频库的经验

一、Java

1. 集合

HashMap（面试必问，准备到源码级别）​

  • 1.7 vs 1.8 区别：1.7 是数组+链表，头插法（并发死循环）；1.8 是数组+链表+红黑树，尾插法。链表长度 ≥8 且数组长度 ≥64 时转红黑树，≤6 时退化为链表

  • 扩容机制：初始容量 16，负载因子 0.75，扩容翻倍（*2）。1.8 扩容时元素位置要么不变要么 原位置+旧容量，用 hash & oldCap 判断

  • hash 计算：(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)，高 16 位异或低 16 位，减少碰撞

  • 线程不安全：put 可能覆盖，扩容可能丢数据。并发场景用 ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap

  • 1.7：Segment 分段锁，默认 16 段，每段独立加锁

  • 1.8：去掉 Segment，用 CAS + synchronized 锁单个桶节点。put 时先 CAS 写入空桶，非空则 synchronized 锁链表头节点。size 用 CounterCell 并发计数

ArrayList

  • 初始容量 10，扩容 1.5 倍（oldCapacity + oldCapacity >> 1）

  • System.arraycopy 做数组拷贝

  • fail-fast：迭代时 modCount 检查，并发修改抛 ConcurrentModificationException

2. 多线程

线程池（7 大参数 + 工作流程 + 4 种拒绝策略，必问）​

工作流程：核心线程 → 队列 → 非核心线程 → 拒绝策略

4 种拒绝策略：

  • AbortPolicy：抛 RejectedExecutionException（默认）

  • CallerRunsPolicy：调用者线程执行（降级常用）

  • DiscardPolicy：静默丢弃

  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列最老任务

加分：Executors 提供的四种线程池为什么不推荐用？因为 newFixedThreadPool 和 newSingleThreadExecutor 队列是 LinkedBlockingQueue（无界），可能 OOM；newCachedThreadPool 最大线程 Integer.MAX_VALUE，也可能 OOM。生产环境必须用 ThreadPoolExecutor 手动构造。

synchronized vs ReentrantLock

维度

synchronized

ReentrantLock

实现

JVM 层 monitorenter/monitorexit

API 层 AQS

公平性

非公平

可选公平/非公平

中断

不可中断

可 lockInterruptibly

超时

不支持

tryLock(timeout)

条件变量

一个 wait/notify

多个 Condition

volatile

  • 保证可见性（MESI 缓存一致性协议 + 内存屏障）

  • 禁止指令重排序（Store-Store / Load-Load 屏障）

  • 不保证原子性（i++ 仍不安全）

  • 典型应用：DCL 单例的 volatile 修饰

ThreadLocal

  • 每个线程有独立 ThreadLocalMap，key 是 ThreadLocal 弱引用，value 是强引用

  • 内存泄漏：value 不会被回收（key 回收后 value 仍在），需要手动 remove()

  • 加分：InheritableThreadLocal 可以父子线程传递，但线程池场景要用 TransmittableThreadLocal

3. 内存模型

JVM 内存区域

  • 堆：对象实例 + 数组，GC 主战场。分新生代（Eden + 2 Survivor，8:1:1）和老年代

  • 方法区/元空间：类信息、常量池、静态变量。1.8 从永久代改为本地内存元空间

  • 虚拟机栈：方法栈帧（局部变量表、操作数栈、动态链接）

  • 本地方法栈：native 方法

  • 程序计数器：当前线程执行位置

GC 算法

  • 判断存活：可达性分析，GC Roots（栈引用、静态变量、JNI 引用）

  • 回收算法：标记-清除（碎片）、复制（浪费空间）、标记-整理

  • 分代回收：新生代用复制算法，老年代用标记-整理

  • GC 收集器：CMS（低延迟，标记-清除）、G1（Region 化，可预测停顿）、ZGC（着色指针，<10ms）

加分：G1 将堆分为 2048 个 Region，每个 1-32MB，混合回收（新生代 + 老年代部分 Region）。-XX:MaxGCPauseMillis 设定目标停顿时间。

4. 泛型

  • 类型擦除：编译后泛型类型被擦除为 Object 或上界，运行时无泛型信息。List<String> 和 List<Integer> 运行时都是 List

  • 通配符：<? extends T> 上界只读（生产者），<? super T> 下界只写（消费者）—— PECS 原则

  • 类型安全：编译期检查，运行时 ClassCastException 提前到编译期

  • 桥接方法：泛型擦除后为了保持多态，编译器生成桥接方法

5. JNI 基础

  • 数据类型映射：int→jint，byte[]→jbyteArray，Object→jobject，String→jstring

  • 静态 vs 实例方法：静态方法第二个参数是 jclass，实例方法是 jobject

  • 签名规则：I = int，[B = byte[]，Ljava/lang/String; = String，(I[BI)I = 参数(int, byte[], int) 返回 int

  • JNIEnv：线程相关，每个线程有自己的 JNIEnv，不能跨线程传递

二、Kotlin

1. 协程

协程 vs 线程

  • 协程是用户态轻量级线程，挂起不阻塞线程，由 Kotlin 运行时调度

  • 一个线程可以跑多个协程，协程切换成本远低于线程切换

  • 协程核心是挂起函数（suspend），编译后生成 CPS（Continuation Passing Style）状态机

核心组件

  • CoroutineScope：管理协程生命周期，取消时自动取消子协程

  • CoroutineDispatcher：Dispatchers.IO（线程池）、Dispatchers.Main（主线程）、Dispatchers.Default（CPU 密集）

  • Job：协程句柄，可 cancel/join

  • Deferred<T>：带返回值的 Job，await() 获取结果

launch vs async

  • launch：启动协程不返回结果，返回 Job。用于 fire-and-forget

  • async：启动协程返回 Deferred<T>，await() 拿结果。用于并发请求

结构化并发

  • 父协程取消 → 所有子协程自动取消

  • 父协程等待所有子协程完成才完成

  • 异常会向上传播，除非用 SupervisorJob 隔离

加分：协程本质是编译器变换 + 线程池调度。suspend 函数编译后会多一个 Continuation 参数，通过状态机实现挂起恢复。挂起时保存局部变量到 Continuation，恢复时从 Continuation 恢复。

2. Flow

  • 冷流：类似 Sequence，每次 collect 才开始发射数据。不消费不生产

  • 背压：buffer()（缓冲）、conflate()（只保留最新）、collectLatest()（取消上一个慢的）

  • 异常处理：catch { } 操作符（只能 catch 上游异常）

  • 完成处理：onCompletion { }，无论正常结束还是取消都会调用

  • 热流 StateFlow/SharedFlow：StateFlow 替代 LiveData，必须有初始值，conflation 去重；SharedFlow 支持多播，可配置 replay 缓存

面试加分：

kotlin

// Flow 是冷流，不 collect 不执行
val flow = flow { emit(1) }  // 定义时不执行
flow.collect { println(it) } // collect 时才执行

// StateFlow vs SharedFlow
// StateFlow = SharedFlow with replay=1, conflate=true
// StateFlow 总是有值，适合 UI 状态
// SharedFlow 更灵活，适合事件总线

3. 空安全

  • 编译期检查：String 不可空，String? 可空。编译器在调用点强制检查

  • 安全调用：?.（空则不执行）、?:（elvis，空则默认值）、!!（非空断言，空则 NPE）

  • let 配合：nullable?.let { ... } 替代 if-null 检查

  • 平台类型：Java 互操作时返回类型是平台类型（String!），需要手动确认可空性

三、C++ 加分项

1. 指针与内存管理

智能指针（现代 C++ 核心）​

  • unique_ptr：独占所有权，不可拷贝可 move，开销为零

  • shared_ptr：共享所有权，引用计数，线程安全的计数操作但对象访问不安全

  • weak_ptr：弱引用，不增加引用计数，解决 shared_ptr 循环引用

加分：

  • shared_ptr 控制块是堆分配的，用 make_shared 可以将对象和控制块分配在同一块内存，减少一次内存分配

  • shared_ptr 的引用计数是原子操作（性能有开销），不要在热路径大量使用

  • RAII：Resource Acquisition Is Initialization，资源获取即初始化。构造函数获取资源，析构函数释放资源，是 C++ 内存管理的核心思想

裸指针的坑

  • 野指针：delete 后没有置 null，继续访问

  • 悬空指针：指向的内存已被释放

  • 内存泄漏：new 了没有 delete

  • 重复释放：同一块内存 delete 两次 → 堆损坏

2. JNI 调用要点

静态注册 vs 动态注册

  • 静态注册：Java_com_pkg_Class_method 命名规则，JNI 自动查找。简单但每次调用有名字查找开销

  • 动态注册：JNI_OnLoad 中用 RegisterNatives 注册，性能好，混淆友好。生产环境推荐

引用类型

  • Local Reference：函数内自动创建，函数返回时自动释放。但在循环中创建不释放会撑爆 Local Ref 表（默认 512 个），必须手动 DeleteLocalRef

  • Global Reference：跨函数/跨线程使用，NewGlobalRef 创建，DeleteGlobalRef 释放。注意泄漏

  • Weak Global Reference：不阻止 GC 回收，使用前要 IsSameObject 检查是否存活

3. JNI 调用 C++ 音视频库经验（重点加分）

典型架构：

plaintext

Java (Kotlin) 推流 SDK
    → JNI 层 (C++ wrapper)
        → FFmpeg libavcodec / libavformat (编码封装)
        → 自研 C++ 编码器 (MediaCodec 降级方案)
    → 回调 Java 层 (编码后的 H.264 NAL)

关键经验点：

  1. DirectByteBuffer 零拷贝

    • 频繁传递大帧数据（如 1080p YUV ≈ 3MB），用 byte[] 每次都要 JNI 拷贝

    • 改用 DirectByteBuffer，C++ 层 GetDirectBufferAddress 直接拿指针，零拷贝

    • Java 侧分配：ByteBuffer.allocateDirect(size)，C++ 侧 env->GetDirectBufferAddress(buf)

  2. 线程回调 Java

    • FFmpeg 编码是异步的，编码完成后在 C++ 子线程回调

    • 子线程没有 JNIEnv，必须 JavaVM->AttachCurrentThread(&env, nullptr) 获取

    • 回调完后 DetachCurrentThread，否则线程退出时崩溃

    • 最佳实践：用 pthread_key_t 线程局部存储管理 JNIEnv 生命周期

  3. 异常边界处理

    • C++ 异常不能跨 JNI 传播到 Java 层（直接 crash）

    • JNI 函数必须 try-catch 包裹所有 C++ 调用

    • catch 后用 env->ThrowNew(env->FindClass("java/lang/RuntimeException"), msg) 抛 Java 异常

    • 或者返回错误码，Java 层根据错误码处理

  4. 编码器生命周期管理

    • JNI_OnLoad 中初始化 JavaVM 指针和 Java 方法 ID（缓存，避免每次查找）

    • Java 层 init 时创建 C++ Encoder 对象，返回 jlong handle 给 Java 层持有

    • Java 层 release 时通过 handle 找到 C++ 对象 delete，然后置 0

    • 用 GlobalRef 持有 Java 回调对象，防止 GC 回收

cpp

// 典型 handle 模式
static jlong nativeInit(JNIEnv* env, jobject thiz) {
    auto* encoder = new VideoEncoder();
    return reinterpret_cast<jlong>(encoder);
}

static jint nativeEncode(JNIEnv* env, jobject thiz, jlong handle, jobject input) {
    auto* encoder = reinterpret_cast<VideoEncoder*>(handle);
    uint8_t* data = (uint8_t*)env->GetDirectBufferAddress(input);
    return encoder->encode(data, env->GetDirectBufferCapacity(input));
}

static void nativeRelease(JNIEnv* env, jobject thiz, jlong handle) {
    auto* encoder = reinterpret_cast<VideoEncoder*>(handle);
    delete encoder;
}

面试话术建议

自我介绍时：重点突出"Android 音视频方向，熟悉 MediaCodec 硬编 + RTMP 推流，有 JNI 调 C++ 音视频库经验"。

被问到 JNI 时：主动说"我在项目中用 JNI 封装了 FFmpeg 编码层，Java 层通过 DirectByteBuffer 传 YUV 数据实现零拷贝，C++ 编码完成后在子线程回调 Java，用 AttachCurrentThread 管理 JNIEnv 生命周期"。

被问到协程时：可以结合直播场景说"推流 SDK 用协程管理采集→编码→推流的 pipeline，用 Flow 做帧数据的流式处理，背压用 buffer + conflate 控制"。

被问到性能优化时：引到前面的弱网策略，展示工程深度。

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