深入解析Android App开发中Context的用法

时间:2021-05-19

Context在开发Android应用的过程中扮演着非常重要的角色,比如启动一个Activity需要使用context.startActivity方法,将一个xml文件转换为一个View对象也需要使用Context对象,可以这么说,离开了这个类,Android开发寸步难行,对于这样一个类,我们又对他了解多少呢。我就说说我的感受吧,在刚开始学习Android开发时,感觉使用Context的地方一直就是传入一个Activity对象,久而久之感觉只要是Context的地方就传入一个Activity就行了,那么我们现在就来详细的分析一下Context和Activity的关系吧!
在开始本文之前我们先放置一个问题在这里:
我们平时在获取项目资源时使用context.getResources()的时候为什么放回的是同一个值,明明是使用不同的Activity调用getResources返回结果却是一样的。

Context本身是一个纯的abstract类,ContextWrapper是对Context的一个包装而已,它的内部包含了一个Context对象,其实对ContextWrapper的方法调用最终都是调用其中的Context对象完成的,至于ContextThremeWrapper,很明显和Theme有关,所以Activity从ContextThemmWrapper继承,而Service从ContextWrapper继承,ContextImpl是唯一一个真正实现了Context中方法的类。

从上面的继承关系来看,每一个Activity就是一个Context,每一个Service就是一个Context,这也就是为什么使用Context的地方可以被Activity或者Service替换了。

创建Context
根据前面所说,由于实现了Context的只有ContextImpl类,Activity和Service本没有真正的实现,他们只是内部包含了一个真实的Context对象而已,也就是在在创建Activity或者Service的时候肯定要创建爱你一个ContextImpl对象,并赋值到Activity中的Context类型变量中。那我们就来看看Andorid源码中有哪些地方创建了ContextImpl.
据统计Android中创建ContextImpl的地方一共有7处:

  • 在PackageInfo.makeApplication()中
  • 在performLaunchActivity()中
  • 在handleCreateBackupAgent()中
  • 在handleCreateService()中
  • 2次在hanldBinderAppplication()中
  • 在attach()方法中


由于创建ContextImpl的基本原理类似,所以这里只会分析几个比较有代表性的地方:
1、 Application对应的Context
在应用程序启动时,都会创建一个Application对象,所以辗转调用到handleBindApplication()方法。

private final void handleBindApplication(AppBindData data) { mBoundApplication = data; mConfiguration = new Configuration(data.config); .... data.info = getPackageInfoNoCheck(data.appInfo); ... Application app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null); mInitialApplication = app; .... }

其中data.info是LoadedApk类型的,到getPackageInfoNoCheck中看看源码

public final LoadedApk getPackageInfoNoCheck(ApplicationInfo ai) { return getPackageInfo(ai, null, false, true); }

里面其实调用的是getPackageInfo,继续跟进:

if (includeCode) { ref = mPackages.get(aInfo.packageName); } else { ref = mResourcePackages.get(aInfo.packageName); } LoadedApk packageInfo = ref != null ? ref.get() : null; if (packageInfo == null || (packageInfo.mResources != null && !packageInfo.mResources.getAssets().isUpToDate())) { if (localLOGV) Slog.v(TAG, (includeCode ? "Loading code package " : "Loading resource-only package ") + aInfo.packageName + " (in " + (mBoundApplication != null ? mBoundApplication.processName : null) + ")"); packageInfo = new LoadedApk(this, aInfo, this, baseLoader, securityViolation, includeCode && (aInfo.flags&ApplicationInfo.FLAG_HAS_CODE) != 0); if (includeCode) { mPackages.put(aInfo.packageName, new WeakReference<LoadedApk>(packageInfo)); } else { mResourcePackages.put(aInfo.packageName, new WeakReference<LoadedApk>(packageInfo)); }

由于includeCode传入的是true,所以首先从mPackages中获取,如果没有,则new一个出来,并放入mPackages里面去,注意,这里的mPackages是ActivityThread中的属性。
下面继续分析一下LoadedApk这个类中的makeApplication函数

try { java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader(); //创建一个ContextImpl对象 ContextImpl appContext = new ContextImpl(); appContext.init(this, null, mActivityThread); app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication( cl, appClass, appContext); appContext.setOuterContext(app); } catch (Exception e) { if (!mActivityThread.mInstrumentation.onException(app, e)) { throw new RuntimeException( "Unable to instantiate application " + appClass + ": " + e.toString(), e); } }

这里创建了一个ContextImpl对象,并调用了它的init方法,现在进入init方法。

mPackageInfo = packageInfo; mResources = mPackageInfo.getResources(mainThread);

对mPackageInof和mResources两个变量初始化
回到makeApplication中,创建了一个Application对象,并将appContext传进去,其实就是将appContext传递给ContextWrapper中的Context类型变量(Application也是继承ContextWrapper)
2、Activity中的Context
在创建一个Activity时,经过辗转调用,会执行handleLaunchActivity(),然后调用performLaunchActivity(),该方法创建ContextImpl代码如下:

r.packageInfo= getPackageInfo(aInfo.applicationInfo, Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE); ContextImplappContext = new ContextImpl(); appContext.init(r.packageInfo,r.token, this); appContext.setOuterContext(activity); activity.attach(appContext,this, getInstrumentation(), r.token, r.ident, app, r.intent,r.activityInfo, title, r.parent, r.embeddedID,r.lastNonConfigurationInstance, r.lastNonConfigurationChildInstances, config);

由于getPackageInfo函数之前已经分析过了,稍微有点区别,但是大致流程是差不多的,所以此处的appContext执行init之后,其中的mPackages变量和mResources变量时一样的,activity通过attach函数将该appContext赋值到ContextWrapper中的Context类型变量。

3、Service中的Context
同样 在创建一个Service时,经过辗转调用会调用到scheduleCreateService方法,之后会巧用handleCreateService

LoadedApkpackageInfo = getPackageInfoNoCheck( data.info.applicationInfo); ContextImplcontext = new ContextImpl(); context.init(packageInfo, null,this); Application app =packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation); context.setOuterContext(service); service.attach(context, this,data.info.name, data.token, app, ActivityManagerNative.getDefault());

其思路和上面两个基本一样,在此就不再详述。

Context对资源的访问
很明确,不同的Context得到的都是同一份资源。这是很好理解的,请看下面的分析

得到资源的方式为context.getResources,而真正的实现位于ContextImpl中的getResources方法,在ContextImpl中有一个成员 private Resources mResources,它就是getResources方法返回的结果,mResources的赋值代码为:

mResources = mResourcesManager.getTopLevelResources(mPackageInfo.getResDir(), Display.DEFAULT_DISPLAY, null, compatInfo, activityToken);

下面看一下ResourcesManager的getTopLevelResources方法,这个方法的思想是这样的:在ResourcesManager中,所有的资源对象都被存储在ArrayMap中,首先根据当前的请求参数去查找资源,如果找到了就返回,否则就创建一个资源对象放到ArrayMap中。有一点需要说明的是为什么会有多个资源对象,原因很简单,因为res下可能存在多个适配不同设备、不同分辨率、不同系统版本的目录,按照android系统的设计,不同设备在访问同一个应用的时候访问的资源可以不同,比如drawable-hdpi和drawable-xhdpi就是典型的例子。

public Resources getTopLevelResources(String resDir, int displayId, Configuration overrideConfiguration, CompatibilityInfo compatInfo, IBinder token) { final float scale = compatInfo.applicationScale; ResourcesKey key = new ResourcesKey(resDir, displayId, overrideConfiguration, scale, token); Resources r; synchronized (this) { // Resources is app scale dependent. if (false) { Slog.w(TAG, "getTopLevelResources: " + resDir + " / " + scale); } WeakReference<Resources> wr = mActiveResources.get(key); r = wr != null ? wr.get() : null; //if (r != null) Slog.i(TAG, "isUpToDate " + resDir + ": " + r.getAssets().isUpToDate()); if (r != null && r.getAssets().isUpToDate()) { if (false) { Slog.w(TAG, "Returning cached resources " + r + " " + resDir + ": appScale=" + r.getCompatibilityInfo().applicationScale); } return r; } } //if (r != null) { // Slog.w(TAG, "Throwing away out-of-date resources!!!! " // + r + " " + resDir); //} AssetManager assets = new AssetManager(); if (assets.addAssetPath(resDir) == 0) { return null; } //Slog.i(TAG, "Resource: key=" + key + ", display metrics=" + metrics); DisplayMetrics dm = getDisplayMetricsLocked(displayId); Configuration config; boolean isDefaultDisplay = (displayId == Display.DEFAULT_DISPLAY); final boolean hasOverrideConfig = key.hasOverrideConfiguration(); if (!isDefaultDisplay || hasOverrideConfig) { config = new Configuration(getConfiguration()); if (!isDefaultDisplay) { applyNonDefaultDisplayMetricsToConfigurationLocked(dm, config); } if (hasOverrideConfig) { config.updateFrom(key.mOverrideConfiguration); } } else { config = getConfiguration(); } r = new Resources(assets, dm, config, compatInfo, token); if (false) { Slog.i(TAG, "Created app resources " + resDir + " " + r + ": " + r.getConfiguration() + " appScale=" + r.getCompatibilityInfo().applicationScale); } synchronized (this) { WeakReference<Resources> wr = mActiveResources.get(key); Resources existing = wr != null ? wr.get() : null; if (existing != null && existing.getAssets().isUpToDate()) { // Someone else already created the resources while we were // unlocked; go ahead and use theirs. r.getAssets().close(); return existing; } // XXX need to remove entries when weak references go away mActiveResources.put(key, new WeakReference<Resources>(r)); return r; } }

根据上述代码中资源的请求机制,再加上ResourcesManager采用单例模式,这样就保证了不同的ContextImpl访问的是同一套资源,注意,这里说的同一套资源未必是同一个资源,因为资源可能位于不同的目录,但它一定是我们的应用的资源,或许这样来描述更准确,在设备参数和显示参数不变的情况下,不同的ContextImpl访问到的是同一份资源。设备参数不变是指手机的屏幕和android版本不变,显示参数不变是指手机的分辨率和横竖屏状态。也就是说,尽管Application、Activity、Service都有自己的ContextImpl,并且每个ContextImpl都有自己的mResources成员,但是由于它们的mResources成员都来自于唯一的ResourcesManager实例,所以它们看似不同的mResources其实都指向的是同一块内存(C语言的概念),因此,它们的mResources都是同一个对象(在设备参数和显示参数不变的情况下)。在横竖屏切换的情况下且应用中为横竖屏状态提供了不同的资源,处在横屏状态下的ContextImpl和处在竖屏状态下的ContextImpl访问的资源不是同一个资源对象。

代码:单例模式的ResourcesManager类

public static ResourcesManager getInstance() { synchronized (ResourcesManager.class) { if (sResourcesManager == null) { sResourcesManager = new ResourcesManager(); } return sResourcesManager; } }

getApplication和getApplicationContext的区别

getApplication返回结果为Application,且不同的Activity和Service返回的Application均为同一个全局对象,在ActivityThread内部有一个列表专门用于维护所有应用的application

final ArrayList<Application> mAllApplications = new ArrayList<Application>();

getApplicationContext返回的也是Application对象,只不过返回类型为Context,看看它的实现

@Override public Context getApplicationContext() { return (mPackageInfo != null) ? mPackageInfo.getApplication() : mMainThread.getApplication(); }

上面代码中mPackageInfo是包含当前应用的包信息、比如包名、应用的安装目录等,原则上来说,作为第三方应用,包信息mPackageInfo不可能为空,在这种情况下,getApplicationContext返回的对象和getApplication是同一个。但是对于系统应用,包信息有可能为空,具体就不深入研究了。从这种角度来说,对于第三方应用,一个应用只存在一个Application对象,且通过getApplication和getApplicationContext得到的是同一个对象,两者的区别仅仅是返回类型不同。


在此总结一下:
(1)Context是一个抽象类,ContextWrapper是对Context的封装,它包含一个Context类型的变量,ContextWrapper的功能函数内部其实都是调用里面的Context类型变量完成的。Application,Service,Activity等都是直接或者间接继承自ContextWrapper,但是并没有真正的实现其中的功能,Application,Service,Activity中关于Context的功能都是通过其内部的Context类型变量完成的,而这个变量的真实对象必定是ContextImpl,所以没创建一个Application,Activity,Servcice便会创建一个ContextImpl,并且这些ContextImpl中的mPackages和mResources变量都是一样的,所以不管使用Acitivty还是Service调用getResources得到相同的结果
(2)在一个apk中,Context的数量等于Activity个数+Service个数+1.

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