Android Context完全解析，Context你用對了嗎

Context相信所有的Android開發人員基本上每天都在接觸，因爲它太常見了。但是這並不代表Context沒有什麼東西好講的，實際上Context有太多小的細節並不被大家所關注，那麼今天我們就來學習一下那些你所不知道的細節。

Context類型

我們知道，Android應用都是使用Java語言來編寫的，那麼大家可以思考一下，一個Android程序和一個Java程序，他們最大的區別在哪裏？劃分界限又是什麼呢？其實簡單點分析，Android程序不像Java程序一樣，隨便創建一個類，寫個main()方法就能跑了，而是要有一個完整的Android工程環境，在這個環境下，我們有像Activity、Service、BroadcastReceiver等系統組件，而這些組件並不是像一個普通的Java對象new一下就能創建實例的了，而是要有它們各自的上下文環境，也就是我們這裏討論的Context。可以這樣講，Context是維持Android程序中各組件能夠正常工作的一個核心功能類。

下面我們來看一下Context的繼承結構：

Context的繼承結構還是稍微有點複雜的，可以看到，直系子類有兩個，一個是ContextWrapper，一個是ContextImpl。那麼從名字上就可以看出，ContextWrapper是上下文功能的封裝類，而ContextImpl則是上下文功能的實現類。而ContextWrapper又有三個直接的子類，ContextThemeWrapper、Service和Application。其中，ContextThemeWrapper是一個帶主題的封裝類，而它有一個直接子類就是Activity。

那麼在這裏我們至少看到了幾個所比較熟悉的面孔，Activity、Service、還有Application。由此，其實我們就已經可以得出結論了，Context一共有三種類型，分別是Application、Activity和Service。這三個類雖然分別各種承擔着不同的作用，但它們都屬於Context的一種，而它們具體Context的功能則是由ContextImpl類去實現的。

那麼Context到底可以實現哪些功能呢？這個就實在是太多了，彈出Toast、啓動Activity、啓動Service、發送廣播、操作數據庫等等等等都需要用到Context。由於Context的具體能力是由ContextImpl類去實現的，因此在絕大多數場景下，Activity、Service和Application這三種類型的Context都是可以通用的。不過有幾種場景比較特殊，比如啓動Activity，還有彈出Dialog。出於安全原因的考慮，Android是不允許Activity或Dialog憑空出現的，一個Activity的啓動必須要建立在另一個Activity的基礎之上，也就是以此形成的返回棧。而Dialog則必須在一個Activity上面彈出（除非是System Alert類型的Dialog），因此在這種場景下，我們只能使用Activity類型的Context，否則將會出錯。

Context數量

那麼一個應用程序中到底有多少個Context呢？其實根據上面的Context類型我們就已經可以得出答案了。Context一共有Application、Activity和Service三種類型，因此一個應用程序中Context數量的計算公式就可以這樣寫：

Context數量 = Activity數量 + Service數量 + 1

上面的1代表着Application的數量，因爲一個應用程序中可以有多個Activity和多個Service，但是只能有一個Application。

Application Context的設計

基本上每一個應用程序都會有一個自己的Application，並讓它繼承自系統的Application類，然後在自己的Application類中去封裝一些通用的操作。其實這並不是Google所推薦的一種做法，因爲這樣我們只是把Application當成了一個通用工具類來使用的，而實際上使用一個簡單的單例類也可以實現同樣的功能。但是根據我的觀察，有太多的項目都是這樣使用Application的。當然這種做法也並沒有什麼副作用，只是說明還是有不少人對於Application理解的還有些欠缺。那麼這裏我們先來對Application的設計進行分析，講一些大家所不知道的細節，然後再看一下平時使用Application的問題。

首先新建一個MyApplication並讓它繼承自Application，然後在AndroidManifest.xml文件中對MyApplication進行指定，如下所示：


<application
    android:name=".MyApplication"
    android:allowBackup="true"
    android:icon="@drawable/ic_launcher"
    android:label="@string/app_name"
    android:theme="@style/AppTheme" >
    ......
</application>

指定完成後，當我們的程序啓動時Android系統就會創建一個MyApplication的實例，如果這裏不指定的話就會默認創建一個Application的實例。

前面提到過，現在很多的Application都是被當作通用工具類來使用的，那麼既然作爲一個通用工具類，我們要怎樣才能獲取到它的實例呢？如下所示：


public class MainActivity extends Activity {
	
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		MyApplication myApp = (MyApplication) getApplication();
		Log.d("TAG", "getApplication is " + myApp);
	}
	
}

可以看到，代碼很簡單，只需要調用getApplication()方法就能拿到我們自定義的Application的實例了，打印結果如下所示：

那麼除了getApplication()方法，其實還有一個getApplicationContext()方法，這兩個方法看上去好像有點關聯，那麼它們的區別是什麼呢？我們將代碼修改一下：


public class MainActivity extends Activity {
	
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		MyApplication myApp = (MyApplication) getApplication();
		Log.d("TAG", "getApplication is " + myApp);
		Context appContext = getApplicationContext();
		Log.d("TAG", "getApplicationContext is " + appContext);
	}
	
}

同樣，我們把getApplicationContext()的結果打印了出來，現在重新運行代碼，結果如下圖所示：

咦？好像打印出的結果是一樣的呀，連後面的內存地址都是相同的，看來它們是同一個對象。其實這個結果也很好理解，因爲前面已經說過了，Application本身就是一個Context，所以這裏獲取getApplicationContext()得到的結果就是MyApplication本身的實例。

那麼有的朋友可能就會問了，既然這兩個方法得到的結果都是相同的，那麼Android爲什麼要提供兩個功能重複的方法呢？實際上這兩個方法在作用域上有比較大的區別。getApplication()方法的語義性非常強，一看就知道是用來獲取Application實例的，但是這個方法只有在Activity和Service中才能調用的到。那麼也許在絕大多數情況下我們都是在Activity或者Service中使用Application的，但是如果在一些其它的場景，比如BroadcastReceiver中也想獲得Application的實例，這時就可以藉助getApplicationContext()方法了，如下所示：


public class MyReceiver extends BroadcastReceiver {
 
	@Override
	public void onReceive(Context context, Intent intent) {
		MyApplication myApp = (MyApplication) context.getApplicationContext();
		Log.d("TAG", "myApp is " + myApp);
	}
 
}

也就是說，getApplicationContext()方法的作用域會更廣一些，任何一個Context的實例，只要調用getApplicationContext()方法都可以拿到我們的Application對象。

那麼更加細心的朋友會發現，除了這兩個方法之外，其實還有一個getBaseContext()方法，這個baseContext又是什麼東西呢？我們還是通過打印的方式來驗證一下：

哦？這次得到的是不同的對象了，getBaseContext()方法得到的是一個ContextImpl對象。這個ContextImpl是不是感覺有點似曾相識？回去看一下Context的繼承結構圖吧，ContextImpl正是上下文功能的實現類。也就是說像Application、Activity這樣的類其實並不會去具體實現Context的功能，而僅僅是做了一層接口封裝而已，Context的具體功能都是由ContextImpl類去完成的。那麼這樣的設計到底是怎麼實現的呢？我們還是來看一下源碼吧。因爲Application、Activity、Service都是直接或間接繼承自ContextWrapper的，我們就直接看ContextWrapper的源碼，如下所示：


/**
 * Proxying implementation of Context that simply delegates all of its calls to
 * another Context.  Can be subclassed to modify behavior without changing
 * the original Context.
 */
public class ContextWrapper extends Context {
    Context mBase;
    
    /**
     * Set the base context for this ContextWrapper.  All calls will then be
     * delegated to the base context.  Throws
     * IllegalStateException if a base context has already been set.
     * 
     * @param base The new base context for this wrapper.
     */
    protected void attachBaseContext(Context base) {
        if (mBase != null) {
            throw new IllegalStateException("Base context already set");
        }
        mBase = base;
    }
 
    /**
     * @return the base context as set by the constructor or setBaseContext
     */
    public Context getBaseContext() {
        return mBase;
    }
 
    @Override
    public AssetManager getAssets() {
        return mBase.getAssets();
    }
 
    @Override
    public Resources getResources() {
        return mBase.getResources();
    }
 
    @Override
    public ContentResolver getContentResolver() {
        return mBase.getContentResolver();
    }
 
    @Override
    public Looper getMainLooper() {
        return mBase.getMainLooper();
    }
    
    @Override
    public Context getApplicationContext() {
        return mBase.getApplicationContext();
    }
 
    @Override
    public String getPackageName() {
        return mBase.getPackageName();
    }
 
    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
        mBase.startActivity(intent);
    }
    
    @Override
    public void sendBroadcast(Intent intent) {
        mBase.sendBroadcast(intent);
    }
 
    @Override
    public Intent registerReceiver(
        BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter) {
        return mBase.registerReceiver(receiver, filter);
    }
 
    @Override
    public void unregisterReceiver(BroadcastReceiver receiver) {
        mBase.unregisterReceiver(receiver);
    }
 
    @Override
    public ComponentName startService(Intent service) {
        return mBase.startService(service);
    }
 
    @Override
    public boolean stopService(Intent name) {
        return mBase.stopService(name);
    }
 
    @Override
    public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,
            int flags) {
        return mBase.bindService(service, conn, flags);
    }
 
    @Override
    public void unbindService(ServiceConnection conn) {
        mBase.unbindService(conn);
    }
 
    @Override
    public Object getSystemService(String name) {
        return mBase.getSystemService(name);
    }
 
    ......
}

由於ContextWrapper中的方法還是非常多的，我就進行了一些篩選，只貼出來了部分方法。那麼上面的這些方法相信大家都是非常熟悉的，getResources()、getPackageName()、getSystemService()等等都是我們經常要用到的方法。那麼所有這些方法的實現又是什麼樣的呢？其實所有ContextWrapper中方法的實現都非常統一，就是調用了mBase對象中對應當前方法名的方法。

那麼這個mBase對象又是什麼呢？我們來看第16行的attachBaseContext()方法，這個方法中傳入了一個base參數，並把這個參數賦值給了mBase對象。而attachBaseContext()方法其實是由系統來調用的，它會把ContextImpl對象作爲參數傳遞到attachBaseContext()方法當中，從而賦值給mBase對象，之後ContextWrapper中的所有方法其實都是通過這種委託的機制交由ContextImpl去具體實現的，所以說ContextImpl是上下文功能的實現類是非常準確的。

那麼另外再看一下我們剛剛打印的getBaseContext()方法，在第26行。這個方法只有一行代碼，就是返回了mBase對象而已，而mBase對象其實就是ContextImpl對象，因此剛纔的打印結果也得到了印證。

使用Application的問題

雖說Application的用法確實非常簡單，但是我們平時的開發工作當中也着實存在着不少Application誤用的場景，那麼今天就來看一看有哪些比較容易犯錯的地方是我們應該注意的。

Application是Context的其中一種類型，那麼是否就意味着，只要是Application的實例，就能隨時使用Context的各種方法呢？我們來做個實驗試一下就知道了：


public class MyApplication extends Application {
	
	public MyApplication() {
		String packageName = getPackageName();
		Log.d("TAG", "package name is " + packageName);
	}
	
}

這是一個非常簡單的自定義Application，我們在MyApplication的構造方法當中獲取了當前應用程序的包名，並打印出來。獲取包名使用了getPackageName()方法，這個方法就是由Context提供的。那麼上面的代碼能正常運行嗎？跑一下就知道了，你將會看到如下所示的結果：

應用程序一啓動就立刻崩潰了，報的是一個空指針異常。看起來好像挺簡單的一段代碼，怎麼就會成空指針了呢？但是如果你嘗試把代碼改成下面的寫法，就會發現一切正常了：


public class MyApplication extends Application {
	
	@Override
	public void onCreate() {
		super.onCreate();
		String packageName = getPackageName();
		Log.d("TAG", "package name is " + packageName);
	}
	
}

運行結果如下所示：

在構造方法中調用Context的方法就會崩潰，在onCreate()方法中調用Context的方法就一切正常，那麼這兩個方法之間到底發生了什麼事情呢？我們重新回顧一下ContextWrapper類的源碼，ContextWrapper中有一個attachBaseContext()方法，這個方法會將傳入的一個Context參數賦值給mBase對象，之後mBase對象就有值了。而我們又知道，所有Context的方法都是調用這個mBase對象的同名方法，那麼也就是說如果在mBase對象還沒賦值的情況下就去調用Context中的任何一個方法時，就會出現空指針異常，上面的代碼就是這種情況。Application中方法的執行順序如下圖所示：

Application中在onCreate()方法裏去初始化各種全局的變量數據是一種比較推薦的做法，但是如果你想把初始化的時間點提前到極致，也可以去重寫attachBaseContext()方法，如下所示：


public class MyApplication extends Application {
	
	@Override
	protected void attachBaseContext(Context base) {
		// 在這裏調用Context的方法會崩潰
		super.attachBaseContext(base);
		// 在這裏可以正常調用Context的方法
	}
	
}

以上是我們平時在使用Application時需要注意的一個點，下面再來介紹另外一種非常普遍的Application誤用情況。

其實Android官方並不太推薦我們使用自定義的Application，基本上只有需要做一些全局初始化的時候可能才需要用到自定義Application，官方文檔描述如下：

但是就我的觀察而言，現在自定義Application的使用情況基本上可以達到100%了，也就是我們平時自己寫測試demo的時候可能不會使用，正式的項目幾乎全部都會使用自定義Application。可是使用歸使用，有不少項目對自定義Application的用法並不到位，正如官方文檔中所表述的一樣，多數項目只是把自定義Application當成了一個通用工具類，而這個功能並不需要藉助Application來實現，使用單例可能是一種更加標準的方式。

不過自定義Application也並沒有什麼副作用，它和單例模式二選一都可以實現同樣的功能，但是我見過有一些項目，會把自定義Application和單例模式混合到一起使用，這就讓人大跌眼鏡了。一個非常典型的例子如下所示：


public class MyApplication extends Application {
	
	private static MyApplication app;
	
	public static MyApplication getInstance() {
		if (app == null) {
			app = new MyApplication();
		}
		return app;
	}
	
}

就像單例模式一樣，這裏提供了一個getInstance()方法，用於獲取MyApplication的實例，有了這個實例之後，就可以調用MyApplication中的各種工具方法了。

但是這種寫法對嗎？這種寫法是大錯特錯！因爲我們知道Application是屬於系統組件，系統組件的實例是要由系統來去創建的，如果這裏我們自己去new一個MyApplication的實例，它就只是一個普通的Java對象而已，而不具備任何Context的能力。有很多人向我反饋使用 LitePal 時發生了空指針錯誤其實都是由於這個原因，因爲你提供給LitePal的只是一個普通的Java對象，它無法通過這個對象來進行Context操作。

那麼如果真的想要提供一個獲取MyApplication實例的方法，比較標準的寫法又是什麼樣的呢？其實這裏我們只需謹記一點，Application全局只有一個，它本身就已經是單例了，無需再用單例模式去爲它做多重實例保護了，代碼如下所示：


public class MyApplication extends Application {
	
	private static MyApplication app;
	
	public static MyApplication getInstance() {
		return app;
	}
	
	@Override
	public void onCreate() {
		super.onCreate();
		app = this;
	}
	
}

getInstance()方法可以照常提供，但是裏面不要做任何邏輯判斷，直接返回app對象就可以了，而app對象又是什麼呢？在onCreate()方法中我們將app對象賦值成this，this就是當前Application的實例，那麼app也就是當前Application的實例了。

好了，關於Context的介紹就到這裏吧，內容還是比較簡單易懂的，希望大家通過這篇文章可以理解Context更多的細節，並且不要去犯使用Context時的一些低級錯誤

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