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想必每一个安卓程序员都有追求大厂的决心但是想要进入大厂我们需要掌握哪些知识点呢这里我为大家梳理了一个整体的知识架构。整体包括Java、Android、算法、网络等。希望大家阅读之后能帮助大家完善与整理自己的知识体系。祝大家面试顺利~~
文末还有给大家分享我整理的Android面试专题及答案可以拿去参考下~ 注意整篇文章是知识点的概括不包含答案需要大家多看源码知识只有自己去探索与发现才会弥足珍贵 二、显示系统基础知识
在一个典型的显示系统中一般包括CPU、GPU、Display三个部分 CPU负责计算帧数据把计算好的数据交给GPUGPU会对图形数据进行渲染渲染好后放到buffer(图像缓冲区)里存起来然后Display屏幕或显示器负责把buffer里的数据呈现到屏幕上。如下图 2.1 基础概念 屏幕刷新频率 一秒内屏幕刷新的次数一秒内显示了多少帧的图像单位 Hz赫兹如常见的 60 Hz。刷新频率取决于硬件的固定参数不会变的。 逐行扫描 显示器并不是一次性将画面显示到屏幕上而是从左到右边从上到下逐行扫描顺序显示整屏的一个个像素点不过这一过程快到人眼无法察觉到变化。以 60 Hz 刷新率的屏幕为例这一过程即 1000 / 60 ≈ 16ms。 帧率 Frame Rate 表示 GPU 在一秒内绘制操作的帧数单位 fps。例如在电影界采用 24 帧的速度足够使画面运行的非常流畅。而 Android 系统则采用更加流程的 60 fps即每秒钟GPU最多绘制 60 帧画面。帧率是动态变化的例如当画面静止时GPU 是没有绘制操作的屏幕刷新的还是buffer中的数据即GPU最后操作的帧数据。 画面撕裂tearing 一个屏幕内的数据来自2个不同的帧画面会出现撕裂感如下图 2.2 双缓存
2.2.1 画面撕裂 原因
屏幕刷新频是固定的比如每16.6ms从buffer取数据显示完一帧理想情况下帧率和刷新频率保持一致即每绘制完成一帧显示器显示一帧。但是CPU/GPU写数据是不可控的所以会出现buffer里有些数据根本没显示出来就被重写了即buffer里的数据可能是来自不同的帧的 当屏幕刷新时此时它并不知道buffer的状态因此从buffer抓取的帧并不是完整的一帧画面即出现画面撕裂。
简单说就是Display在显示的过程中buffer内数据被CPU/GPU修改导致画面撕裂。
2.2.2 双缓存
那咋解决画面撕裂呢 答案是使用 双缓存。
由于图像绘制和屏幕读取 使用的是同个buffer所以屏幕刷新时可能读取到的是不完整的一帧画面。
双缓存让绘制和显示器拥有各自的bufferGPU 始终将完成的一帧图像数据写入到 Back Buffer而显示器使用 Frame Buffer当屏幕刷新时Frame Buffer 并不会发生变化当Back buffer准备就绪后它们才进行交换。如下图 2.2.3 VSync
问题又来了什么时候进行两个buffer的交换呢
假如是 Back buffer准备完成一帧数据以后就进行那么如果此时屏幕还没有完整显示上一帧内容的话肯定是会出问题的。看来只能是等到屏幕处理完一帧数据后才可以执行这一操作了。
当扫描完一个屏幕后设备需要重新回到第一行以进入下一次的循环此时有一段时间空隙称为VerticalBlanking Interval(VBI)。那这个时间点就是我们进行缓冲区交换的最佳时间。因为此时屏幕没有在刷新也就避免了交换过程中出现 screen tearing的状况。
VSync(垂直同步)是VerticalSynchronization的简写它利用VBI时期出现的vertical sync pulse垂直同步脉冲来保证双缓冲在最佳时间点才进行交换。另外交换是指各自的内存地址可以认为该操作是瞬间完成。
所以说V-sync这个概念并不是Google首创的它在早年的PC机领域就已经出现了。
三、Android屏幕刷新机制
3.1 Android4.1之前的问题
具体到Android中在Android4.1之前屏幕刷新也遵循 上面介绍的 双缓存VSync 机制。如下图 以时间的顺序来看下将会发生的过程
Display显示第0帧数据此时CPU和GPU渲染第1帧画面且在Display显示下一帧前完成因为渲染及时Display在第0帧显示完成后也就是第1个VSync后缓存进行交换然后正常显示第1帧接着第2帧开始处理是直到第2个VSync快来前才开始处理的。第2个VSync来时由于第2帧数据还没有准备就绪缓存没有交换显示的还是第1帧。这种情况被Android开发组命名为“Jank”即发生了丢帧。当第2帧数据准备完成后它并不会马上被显示而是要等待下一个VSync 进行缓存交换再显示。
所以总的来说就是屏幕平白无故地多显示了一次第1帧。
原因是 第2帧的CPU/GPU计算 没能在VSync信号到来前完成 。
我们知道双缓存的交换 是在Vsyn到来时进行交换后屏幕会取Frame buffer内的新数据而实际 此时的Back buffer 就可以供GPU准备下一帧数据了。 如果 Vsyn到来时 CPU/GPU就开始操作的话是有完整的16.6ms的这样应该会基本避免jank的出现了除非CPU/GPU计算超过了16.6ms。 那如何让 CPU/GPU计算在 Vsyn到来时进行呢
3.2 drawing with VSync
为了优化显示性能Google在Android 4.1系统中对Android Display系统进行了重构实现了Project Butter黄油工程系统在收到VSync pulse后将马上开始下一帧的渲染。即一旦收到VSync通知16ms触发一次CPU和GPU 才立刻开始计算然后把数据写入buffer。如下图 CPU/GPU根据VSYNC信号同步处理数据可以让CPU/GPU有完整的16ms时间来处理数据减少了jank。
一句话总结VSync同步使得CPU/GPU充分利用了16.6ms时间减少jank。
问题又来了如果界面比较复杂CPU/GPU的处理时间较长 超过了16.6ms呢如下图 在第二个时间段内但却因 GPU 还在处理 B 帧缓存没能交换导致 A 帧被重复显示。而B完成后又因为缺乏VSync pulse信号它只能等待下一个signal的来临。于是在这一过程中有一大段时间是被浪费的。当下一个VSync出现时CPU/GPU马上执行操作A帧且缓存交换相应的显示屏对应的就是B。这时看起来就是正常的。只不过由于执行时间仍然超过16ms导致下一次应该执行的缓冲区交换又被推迟了——如此循环反复便出现了越来越多的“Jank”。
为什么 CPU 不能在第二个 16ms 处理绘制工作呢
原因是只有两个 bufferBack buffer正在被GPU用来处理B帧的数据 Frame buffer的内容用于Display的显示这样两个buffer都被占用CPU 则无法准备下一帧的数据。 那么如果再提供一个bufferCPU、GPU 和显示设备都能使用各自的buffer工作互不影响。
3.3 三缓存
三缓存就是在双缓冲机制基础上增加了一个 Graphic Buffer 缓冲区这样可以最大限度的利用空闲时间带来的坏处是多使用的一个 Graphic Buffer 所占用的内存。 第一个Jank是不可避免的。但是在第二个 16ms 时间段CPU/GPU 使用 第三个 Buffer 完成C帧的计算虽然还是会多显示一次 A 帧但后续显示就比较顺畅了有效避免 Jank 的进一步加剧。 注意在第3段中A帧的计算已完成但是在第4个vsync来的时候才显示如果是双缓冲那在第三个vynsc就可以显示了。
三缓冲有效利用了等待vysnc的时间减少了jank但是带来了延迟。 所以是不是 Buffer 越多越好呢这个是否定的Buffer 正常还是两个当出现 Jank 后三个足以。
以上就是Android屏幕刷新的原理了。
最后
简历首选内推方式速度快效率高啊然后可以在拉钩boss脉脉大街上看看。简历上写道熟悉什么技术就一定要去熟悉它不然被问到不会很尴尬做过什么项目即使项目体量不大但也一定要熟悉实现原理不是你负责的部分也可以看看同事是怎么实现的换你来做你会怎么做做过什么会什么是广度问题取决于项目内容。但做过什么达到怎样一个境界这是深度问题和个人学习能力和解决问题的态度有关了。大公司看深度小公司看广度。大公司面试你会的小公司面试他们用到的你会不会也就是岗位匹配度。
面试过程一定要有礼貌即使你觉得面试官不尊重你经常打断你的讲解或者你觉得他不如你问的问题缺乏专业水平你也一定要尊重他谁叫现在是他选择你等你拿到offer后就是你选择他了。
另外描述问题一定要慢不要一下子讲一大堆慢显得你沉稳、自信而且你还有时间反应思路接下来怎么讲更好。现在开发过多依赖ide所以会有个弊端当我们在面试讲解很容易不知道某个方法怎么读这是一个硬伤…所以一定要对常见的关键性的类名、方法名、关键字读准有些面试官不耐烦会说“你到底说的是哪个”这时我们会容易乱了阵脚。正确的发音沉稳的描述好听的嗓音决对是一个加分项
最重要的是心态心态心态重要事情说三遍面试时间很短在短时间内对方要摸清你的底子还是比较不现实的所以有时也是看眼缘这还是个看脸的时代。
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