Android中Context解析

前言

Context在android中的作用不言而喻，當我們訪問當前應用的資源，啓動一個新的activity的時候都需要提供Context，而這個Context到底是什麼呢，這個問題好像很好回答又好像難以說清楚。從字面意思，Context的意思是“上下文”，或者也可以叫做環境、場景等，儘管如此，還是有點抽象。從類的繼承來說，Context作爲一個抽象的基類，它的實現子類有三種：Application、Activity和Service（估計這麼說，暫時不管ContextWrapper等類），那麼這三種有沒有區別呢？爲什麼通過任意的Context訪問資源都得到的是同一套資源呢？getApplication和getApplicationContext有什麼區別呢？應用中到底有多少個Context呢？本文將圍繞這些問題一一展開，所用源碼版本爲Android4.4。

什麼是Context

Context是一個抽象基類，我們通過它訪問當前包的資源（getResources、getAssets）和啓動其他組件（Activity、Service、Broadcast）以及得到各種服務（getSystemService），當然，通過Context能得到的不僅僅只有上述這些內容。對Context的理解可以來說：Context提供了一個應用的運行環境，在Context的大環境裏，應用纔可以訪問資源，才能完成和其他組件、服務的交互，Context定義了一套基本的功能接口，我們可以理解爲一套規範，而Activity和Service是實現這套規範的子類，這麼說也許並不準確，因爲這套規範實際是被ContextImpl類統一實現的，Activity和Service只是繼承並有選擇性地重寫了某些規範的實現。

Application、Activity和Service作爲Context的區別

首先，它們都間接繼承了Context，這是它們的相同點。

不同點，可以從幾個方面來說：首先看它們的繼承關係

Activity的繼承關係

Service和Application的繼承關係

通過對比可以清晰地發現，Service和Application的類繼承關係比較像，而Activity還多了一層繼承ContextThemeWrapper，這是因爲Activity有主題的概念，而Service是沒有界面的服務，Application更是一個抽象的東西，它也是通過Activity類呈現的。

下面來看一下三者在Context方面的區別

上文已經指出，Context的真正實現都在ContextImpl中，也就是說Context的大部分方法調用都會轉到ContextImpl中，而三者的創建均在ActivityThread中完成，我之前寫過一篇文章Android源碼分析-Activity的啓動過程，在文中我指出Activity啓動的核心過程是在ActivityThread中完成的，這裏要說明的是，Application和Service的創建也是在ActivityThread中完成的。下面我們看下三者在創建時是怎麼和ContextImpl相關聯的。

Activity對象中ContextImpl的創建

代碼爲ActivityThread中的performLaunchActivity方法 

if (activity != null) {
    Context appContext = createBaseContextForActivity(r, activity);
    /**
     *  createBaseContextForActivity中創建ContextImpl的代碼
     *  ContextImpl appContext = new ContextImpl();
     *  appContext.init(r.packageInfo, r.token, this);
     *  appContext.setOuterContext(activity);
     */
    CharSequence title = r.activityInfo.loadLabel(appContext.getPackageManager());
    Configuration config = new Configuration(mCompatConfiguration);
    if (DEBUG_CONFIGURATION) Slog.v(TAG, "Launching activity "
            + r.activityInfo.name + " with config " + config);
    activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
            r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
            r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config);

    if (customIntent != null) {
        activity.mIntent = customIntent;
    }
    ...
}

可以看出，Activity在創建的時候會new一個ContextImpl對象並在attach方法中關聯它，需要注意的是，創建Activity使用的數據結構是ActivityClientRecord。

 

Application對象中ContextImpl的創建

代碼在ActivityThread中的handleBindApplication方法中，此方法內部調用了makeApplication方法 

public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
        Instrumentation instrumentation) {
    if (mApplication != null) {
        return mApplication;
    }

    Application app = null;

    String appClass = mApplicationInfo.className;
    if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {
        appClass = "android.app.Application";
    }

    try {
        java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
        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);
        }
    }
    ...
}

看代碼發現和Activity中ContextImpl的創建是相同的。

 

Service對象中ContextImpl的創建

通過查看代碼發現和Activity、Application是一致的。分析到這裏，那麼三者的Context有什麼區別呢？沒有區別嗎？儘管如此，有一些細節是確定的：Dialog的使用需要Activity，在桌面上我們採用Application的Context無法彈出對話框，同時在桌面上想啓動新的activity，我們需要爲intent設置FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK標誌，否則無法啓動activity，這一切都說明，起碼Application的Context和Activity的Context還是有區別的，當然這也可能不是Context的區別，因爲在桌面上，我們的應用沒有界面，這意味着我們能幹的事情可能受到了限制，事情的細節目前我還沒有搞的很清楚。

Context對資源的訪問

很明確，不同的Context得到的都是同一份資源。這是很好理解的，請看下面的分析

得到資源的方式爲context.getResources，而真正的實現位於ContextImpl中的getResources方法，在ContextImpl中有一個成員 private Resources mResources，它就是getResources方法返回的結果，mResources的賦值代碼爲：

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

下面看一下ResourcesManager的getTopLevelResources方法，這個方法的思想是這樣的：在ResourcesManager中，所有的資源對象都被存儲在ArrayMap中，首先根據當前的請求參數去查找資源，如果找到了就返回，否則就創建一個資源對象放到ArrayMap中。有一點需要說明的是爲什麼會有多個資源對象，原因很簡單，因爲res下可能存在多個適配不同設備、不同分辨率、不同系統版本的目錄，按照android系統的設計，不同設備在訪問同一個應用的時候訪問的資源可以不同，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;
    }
}

根據上述代碼中資源的請求機制，再加上ResourcesManager採用單例模式，這樣就保證了不同的ContextImpl訪問的是同一套資源，注意，這裏說的同一套資源未必是同一個資源，因爲資源可能位於不同的目錄，但它一定是我們的應用的資源，或許這樣來描述更準確，在設備參數和顯示參數不變的情況下，不同的ContextImpl訪問到的是同一份資源。設備參數不變是指手機的屏幕和android版本不變，顯示參數不變是指手機的分辨率和橫豎屏狀態。也就是說，儘管Application、Activity、Service都有自己的ContextImpl，並且每個ContextImpl都有自己的mResources成員，但是由於它們的mResources成員都來自於唯一的ResourcesManager實例，所以它們看似不同的mResources其實都指向的是同一塊內存(C語言的概念)，因此，它們的mResources都是同一個對象（在設備參數和顯示參數不變的情況下）。在橫豎屏切換的情況下且應用中爲橫豎屏狀態提供了不同的資源，處在橫屏狀態下的ContextImpl和處在豎屏狀態下的ContextImpl訪問的資源不是同一個資源對象。

 

代碼：單例模式的ResourcesManager類 

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

getApplication和getApplicationContext的區別

 

getApplication返回結果爲Application，且不同的Activity和Service返回的Application均爲同一個全局對象，在ActivityThread內部有一個列表專門用於維護所有應用的application

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

getApplicationContext返回的也是Application對象，只不過返回類型爲Context，看看它的實現

 

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

上面代碼中mPackageInfo是包含當前應用的包信息、比如包名、應用的安裝目錄等，原則上來說，作爲第三方應用，包信息mPackageInfo不可能爲空，在這種情況下，getApplicationContext返回的對象和getApplication是同一個。但是對於系統應用，包信息有可能爲空，具體就不深入研究了。從這種角度來說，對於第三方應用，一個應用只存在一個Application對象，且通過getApplication和getApplicationContext得到的是同一個對象，兩者的區別僅僅是返回類型不同。

應用中Context的數量

到此已經很明瞭了，一個應用中Context的數量等於Activity的個數 + Service的個數 + 1，這個1爲Application。

感謝“singwhatiwanna”