Android源码分析-全面理解Context (转)

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前言

Context在android中的作用不言而喻，当我们访问当前应用的资源，启动一个新的activity的时候都需要提供Context，而这个Context到底是什么呢，这个问题好像很好回答又好像难以说清楚。从字面意思，Context的意思是“上下文”，或者也可以叫做环境、场景等，尽管如此，还是有点抽象。从类的继承来说，Context作为一个抽象的基类，它的实现子类有三种：Application、Activity和Service（姑且这么说，暂时不管ContextWrapper等类），那么这三种有没有区别呢？为什么通过任意的Context访问资源都得到的是同一套资源呢？getApplication和getApplicationContext有什么区别呢？应用中到底有多少个Context呢？本文将围绕这些问题一一展开，所用源码版本为Android4.4。

什么是Context

Context是一个抽象基类，我们通过它访问当前包的资源（getResources、getAssets）和启动其他组件（Activity、Service、Broadcast）以及得到各种服务（getSystemService），当然，通过Context能得到的不仅仅只有上述这些内容。对Context的理解可以来说：Context提供了一个应用的运行环境，在Context的大环境里，应用才可以访问资源，才能完成和其他组件、服务的交互，Context定义了一套基本的功能接口，我们可以理解为一套规范，而Activity和Service是实现这套规范的子类，这么说也许并不准确，因为这套规范实际是被ContextImpl类统一实现的，Activity和Service只是继承并有选择性地重写了某些规范的实现。

Application、Activity和Service作为Context的区别

首先，它们都间接继承了Context，这是它们的相同点。

不同点，可以从几个方面来说：首先看它们的继承关系

Activity的继承关系

Service和Application的继承关系

通过对比可以清晰地发现，Service和Application的类继承关系比较像，而Activity还多了一层继承ContextThemeWrapper，这是因为Activity有主题的概念，而Service是没有界面的服务，Application更是一个抽象的东西，它也是通过Activity类呈现的。

下面来看一下三者在Context方面的区别

上文已经指出，Context的真正实现都在ContextImpl中，也就是说Context的大部分方法调用都会转到ContextImpl中，而三者的创建均在ActivityThread中完成，我之前写过一篇文章Android源码分析-Activity的启动过程，在文中我指出Activity启动的核心过程是在ActivityThread中完成的，这里要说明的是，Application和Service的创建也是在ActivityThread中完成的。下面我们看下三者在创建时是怎么和ContextImpl相关联的。

Activity对象中ContextImpl的创建

代码为ActivityThread中的performLaunchActivity方法

[java] view plain copy

1. if (activity != null) {  
2.     Context appContext = createBaseContextForActivity(r, activity);  
3.     /** 
4.      *  createBaseContextForActivity中创建ContextImpl的代码 
5.      *  ContextImpl appContext = new ContextImpl(); 
6.      *  appContext.init(r.packageInfo, r.token, this); 
7.      *  appContext.setOuterContext(activity); 
8.      */  
9.     CharSequence title = r.activityInfo.loadLabel(appContext.getPackageManager());  
10.     Configuration config = new Configuration(mCompatConfiguration);  
11.     if (DEBUG_CONFIGURATION) Slog.v(TAG, "Launching activity "  
12.             + r.activityInfo.name + " with config " + config);  
13.     activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,  
14.             r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,  
15.             r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config);  
16.   
17.     if (customIntent != null) {  
18.         activity.mIntent = customIntent;  
19.     }  
20.     ...  
21. }  

可以看出，Activity在创建的时候会new一个ContextImpl对象并在attach方法中关联它，需要注意的是，创建Activity使用的数据结构是ActivityClientRecord。

Application对象中ContextImpl的创建

代码在ActivityThread中的handleBindApplication方法中，此方法内部调用了makeApplication方法

[java] view plain copy

1. public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,  
2.         Instrumentation instrumentation) {  
3.     if (mApplication != null) {  
4.         return mApplication;  
5.     }  
6.   
7.     Application app = null;  
8.   
9.     String appClass = mApplicationInfo.className;  
10.     if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {  
11.         appClass = "android.app.Application";  
12.     }  
13.   
14.     try {  
15.         java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();  
16.         ContextImpl appContext = new ContextImpl();  
17.         appContext.init(this, null, mActivityThread);  
18.         app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(  
19.                 cl, appClass, appContext);  
20.         appContext.setOuterContext(app);  
21.     } catch (Exception e) {  
22.         if (!mActivityThread.mInstrumentation.onException(app, e)) {  
23.             throw new RuntimeException(  
24.                 "Unable to instantiate application " + appClass  
25.                 + ": " + e.toString(), e);  
26.         }  
27.     }  
28.     ...  
29. }  

看代码发现和Activity中ContextImpl的创建是相同的。

Service对象中ContextImpl的创建

通过查看代码发现和Activity、Application是一致的。分析到这里，那么三者的Context有什么区别呢？没有区别吗？尽管如此，有一些细节是确定的：Dialog的使用需要Activity，在桌面上我们采用Application的Context无法弹出对话框，同时在桌面上想启动新的activity，我们需要为intent设置FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK标志，否则无法启动activity，这一切都说明，起码Application的Context和Activity的Context还是有区别的，当然这也可能不是Context的区别，因为在桌面上，我们的应用没有界面，这意味着我们能干的事情可能受到了限制，事情的细节目前我还没有搞的很清楚。

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。

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1. public Resources getTopLevelResources(String resDir, int displayId,  
2.         Configuration overrideConfiguration, CompatibilityInfo compatInfo, IBinder token) {  
3.     final float scale = compatInfo.applicationScale;  
4.     ResourcesKey key = new ResourcesKey(resDir, displayId, overrideConfiguration, scale,  
5.             token);  
6.     Resources r;  
7.     synchronized (this) {  
8.         // Resources is app scale dependent.  
9.         if (false) {  
10.             Slog.w(TAG, "getTopLevelResources: " + resDir + " / " + scale);  
11.         }  
12.         WeakReference<Resources> wr = mActiveResources.get(key);  
13.         r = wr != null ? wr.get() : null;  
14.         //if (r != null) Slog.i(TAG, "isUpToDate " + resDir + ": " + r.getAssets().isUpToDate());  
15.         if (r != null && r.getAssets().isUpToDate()) {  
16.             if (false) {  
17.                 Slog.w(TAG, "Returning cached resources " + r + " " + resDir  
18.                         + ": appScale=" + r.getCompatibilityInfo().applicationScale);  
19.             }  
20.             return r;  
21.         }  
22.     }  
23.   
24.     //if (r != null) {  
25.     //    Slog.w(TAG, "Throwing away out-of-date resources!!!! "  
26.     //            + r + " " + resDir);  
27.     //}  
28.   
29.     AssetManager assets = new AssetManager();  
30.     if (assets.addAssetPath(resDir) == 0) {  
31.         return null;  
32.     }  
33.   
34.     //Slog.i(TAG, "Resource: key=" + key + ", display metrics=" + metrics);  
35.     DisplayMetrics dm = getDisplayMetricsLocked(displayId);  
36.     Configuration config;  
37.     boolean isDefaultDisplay = (displayId == Display.DEFAULT_DISPLAY);  
38.     final boolean hasOverrideConfig = key.hasOverrideConfiguration();  
39.     if (!isDefaultDisplay || hasOverrideConfig) {  
40.         config = new Configuration(getConfiguration());  
41.         if (!isDefaultDisplay) {  
42.             applyNonDefaultDisplayMetricsToConfigurationLocked(dm, config);  
43.         }  
44.         if (hasOverrideConfig) {  
45.             config.updateFrom(key.mOverrideConfiguration);  
46.         }  
47.     } else {  
48.         config = getConfiguration();  
49.     }  
50.     r = new Resources(assets, dm, config, compatInfo, token);  
51.     if (false) {  
52.         Slog.i(TAG, "Created app resources " + resDir + " " + r + ": "  
53.                 + r.getConfiguration() + " appScale="  
54.                 + r.getCompatibilityInfo().applicationScale);  
55.     }  
56.   
57.     synchronized (this) {  
58.         WeakReference<Resources> wr = mActiveResources.get(key);  
59.         Resources existing = wr != null ? wr.get() : null;  
60.         if (existing != null && existing.getAssets().isUpToDate()) {  
61.             // Someone else already created the resources while we were  
62.             // unlocked; go ahead and use theirs.  
63.             r.getAssets().close();  
64.             return existing;  
65.         }  
66.   
67.         // XXX need to remove entries when weak references go away  
68.         mActiveResources.put(key, new WeakReference<Resources>(r));  
69.         return r;  
70.     }  
71. }  

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

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1. public static ResourcesManager getInstance() {  
2.     synchronized (ResourcesManager.class) {  
3.         if (sResourcesManager == null) {  
4.             sResourcesManager = new ResourcesManager();  
5.         }  
6.         return sResourcesManager;  
7.     }  
8. }  

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>()

为什么说getApplication返回的都是同一个Application对象呢，是因为Activity和Service的getApplication返回的Application对象是由ActivityThread创建它们的时候通过它们的attach方法来传递给它们的，也就是说所有Activity和Service所持有的Application均是ActivityThread内部的Application，由于一个应用只有一个包信息，所以ActivityThread内部只可能创建出一个Application，原因是当执行packageInfo.makeApplication的时候，如果已经创建过Application了，packageInfo.makeApplication方法就不会再创建新的Application。关于一个应用只有一个包信息，从代码的逻辑来看的确是这样的，在ActivityThread内部同样有一个列表专门用于维护所有应用的包信息：

final ArrayMap<String, WeakReference<LoadedApk>> mPackages = new ArrayMap<String, WeakReference<LoadedApk>>()

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

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1. @Override  
2. public Context getApplicationContext() {  
3.     return (mPackageInfo != null) ?  
4.             mPackageInfo.getApplication() : mMainThread.getApplication();  
5. }  

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。

应用中Context的数量

到此已经很明了了，一个应用中Context的数量等于Activity的个数 + Service的个数 + 1，这个1为Application。