Android中Context详解 ---- 你所不知道的Context

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             前言：本文是我读《Android内核剖析》第7章 后形成的读书笔记 ，在此向欲了解Android框架的书籍推荐此书。

 

 

 

 

        大家好，  今天给大家介绍下我们在应用开发中最熟悉而陌生的朋友-----Context类 ，说它熟悉，是应为我们在开发中

   时刻的在与它打交道，例如：Service、BroadcastReceiver、Activity等都会利用到Context的相关方法 ； 说它陌生，完全是

   因为我们真正的不懂Context的原理、类结构关系。一个简单的问题是，一个应用程序App中存在多少个Context实例对象呢？

   一个、两个？ 在此先卖个关子吧。读了本文，相信您会豁然开朗的 。

 

      Context，中文直译为“上下文”，SDK中对其说明如下：

         Interface to global information about an application environment. This is an abstract class whose implementation

  is provided by the Android system. It allows access to application-specific resources and classes, as well as up-calls 

  for application-level operations such as launching activities, broadcasting and receiving intents, etc

 

    从上可知一下三点,即：

        1、它描述的是一个应用程序环境的信息，即上下文。

        2、该类是一个抽象(abstract class)类，Android提供了该抽象类的具体实现类(后面我们会讲到是ContextIml类)。

        3、通过它我们可以获取应用程序的资源和类，也包括一些应用级别操作，例如：启动一个Activity，发送广播，接受Intent

      信息 等。。

 

 

   于是，我们可以利用该Context对象去构建应用级别操作(application-level operations) 。

 

 一、Context相关类的继承关系

 

                         

 

  相关类介绍：

 

   Context类    路径： /frameworks/base/core/java/android/content/Context.java

            说明：  抽象类，提供了一组通用的API。

      源代码(部分)如下：   

public abstract class Context {
     ...
     public abstract Object getSystemService(String name);  //获得系统级服务
     public abstract void startActivity(Intent intent);     //通过一个Intent启动Activity
     public abstract ComponentName startService(Intent service);  //启动Service
     //根据文件名得到SharedPreferences对象
     public abstract SharedPreferences getSharedPreferences(String name,int mode);
     ...
}

public abstract class Context {
	 ...
 	 public abstract Object getSystemService(String name);  //获得系统级服务
	 public abstract void startActivity(Intent intent);     //通过一个Intent启动Activity
	 public abstract ComponentName startService(Intent service);  //启动Service
	 //根据文件名得到SharedPreferences对象
	 public abstract SharedPreferences getSharedPreferences(String name,int mode);
	 ...
}

 

  ContextIml.java类  路径 ：/frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java

          说明：该Context类的实现类为ContextIml，该类实现了Context类的功能。请注意，该函数的大部分功能都是直接调用

      其属性mPackageInfo去完成，这点我们后面会讲到。    

         源代码(部分)如下：

/**
 * Common implementation of Context API, which provides the base
 * context object for Activity and other application components.
 */
class ContextImpl extends Context{
    //所有Application程序公用一个mPackageInfo对象
    /*package*/ ActivityThread.PackageInfo mPackageInfo;

    @Override
    public Object getSystemService(String name){
        ...
        else if (ACTIVITY_SERVICE.equals(name)) {
            return getActivityManager();
        }
        else if (INPUT_METHOD_SERVICE.equals(name)) {
            return InputMethodManager.getInstance(this);
        }
    }
    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
        ...
        //开始启动一个Activity
        mMainThread.getInstrumentation().execStartActivity(
            getOuterContext(), mMainThread.getApplicationThread(), null, null, intent, -1);
    }
}

/**
 * Common implementation of Context API, which provides the base
 * context object for Activity and other application components.
 */
class ContextImpl extends Context{
	//所有Application程序公用一个mPackageInfo对象
    /*package*/ ActivityThread.PackageInfo mPackageInfo;
    
    @Override
    public Object getSystemService(String name){
    	...
    	else if (ACTIVITY_SERVICE.equals(name)) {
            return getActivityManager();
        } 
    	else if (INPUT_METHOD_SERVICE.equals(name)) {
            return InputMethodManager.getInstance(this);
        }
    } 
    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
    	...
    	//开始启动一个Activity
        mMainThread.getInstrumentation().execStartActivity(
            getOuterContext(), mMainThread.getApplicationThread(), null, null, intent, -1);
    }
}

 

 

  ContextWrapper类 路径 ：\frameworks\base\core\java\android\content\ContextWrapper.java

        说明： 正如其名称一样，该类只是对Context类的一种包装，该类的构造函数包含了一个真正的Context引用，即ContextIml

       对象。    源代码(部分)如下：

public class ContextWrapper extends Context {
    Context mBase;  //该属性指向一个ContextIml实例，一般在创建Application、Service、Activity时赋值

    //创建Application、Service、Activity，会调用该方法给mBase属性赋值
    protected void attachBaseContext(Context base) {
        if (mBase != null) {
            throw new IllegalStateException("Base context already set");
        }
        mBase = base;
    }
    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
        mBase.startActivity(intent);  //调用mBase实例方法
    }
}

public class ContextWrapper extends Context {
    Context mBase;  //该属性指向一个ContextIml实例，一般在创建Application、Service、Activity时赋值
    
    //创建Application、Service、Activity，会调用该方法给mBase属性赋值
    protected void attachBaseContext(Context base) {
        if (mBase != null) {
            throw new IllegalStateException("Base context already set");
        }
        mBase = base;
    }
    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
        mBase.startActivity(intent);  //调用mBase实例方法
    }
}

 

 

   ContextThemeWrapper类 路径：/frameworks/base/core/java/android/view/ContextThemeWrapper.java

      说明：该类内部包含了主题(Theme)相关的接口，即android:theme属性指定的。只有Activity需要主题，Service不需要主题，

   所以Service直接继承于ContextWrapper类。

      源代码(部分)如下：

public class ContextThemeWrapper extends ContextWrapper {
     //该属性指向一个ContextIml实例，一般在创建Application、Service、Activity时赋值

     private Context mBase;
    //mBase赋值方式同样有一下两种
     public ContextThemeWrapper(Context base, int themeres) {
            super(base);
            mBase = base;
            mThemeResource = themeres;
     }

     @Override
     protected void attachBaseContext(Context newBase) {
            super.attachBaseContext(newBase);
            mBase = newBase;
     }
}

public class ContextThemeWrapper extends ContextWrapper {
	 //该属性指向一个ContextIml实例，一般在创建Application、Service、Activity时赋值
	 
	 private Context mBase;
	//mBase赋值方式同样有一下两种
	 public ContextThemeWrapper(Context base, int themeres) {
	        super(base);
	        mBase = base;
	        mThemeResource = themeres;
	 }

	 @Override
	 protected void attachBaseContext(Context newBase) {
	        super.attachBaseContext(newBase);
	        mBase = newBase;
	 }
}

 

 

     Activity类 、Service类 、Application类本质上都是Context子类， 更多信息大家可以自行参考源代码进行理解。

 

 

二、 什么时候创建Context实例 

 

      熟悉了Context的继承关系后，我们接下来分析应用程序在什么情况需要创建Context对象的？应用程序创建Context实例的

 情况有如下几种情况：

      1、创建Application 对象时， 而且整个App共一个Application对象

      2、创建Service对象时

      3、创建Activity对象时

 

    因此应用程序App共有的Context数目公式为：

 

                     总Context实例个数 = Service个数 + Activity个数 + 1（Application对应的Context实例）

 

  具体创建Context的时机

 

     1、创建Application对象的时机

 

       每个应用程序在第一次启动时，都会首先创建Application对象。如果对应用程序启动一个Activity(startActivity)流程比较

清楚的话，创建Application的时机在创建handleBindApplication()方法中，该函数位于 ActivityThread.java类中 ，如下：

//创建Application时同时创建的ContextIml实例
private final void handleBindApplication(AppBindData data){
    ...
    ///创建Application对象
    Application app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
    ...
}

public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass, Instrumentation instrumentation) {
    ...
    try {
        java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
        ContextImpl appContext = new ContextImpl();    //创建一个ContextImpl对象实例
        appContext.init(this, null, mActivityThread);  //初始化该ContextIml实例的相关属性
        ///新建一个Application对象
        app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                cl, appClass, appContext);
       appContext.setOuterContext(app);  //将该Application实例传递给该ContextImpl实例
    }
    ...
}

//创建Application时同时创建的ContextIml实例
private final void handleBindApplication(AppBindData data){
    ...
	///创建Application对象
    Application app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
    ...
}

public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass, Instrumentation instrumentation) {
	...
	try {
        java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
        ContextImpl appContext = new ContextImpl();    //创建一个ContextImpl对象实例
        appContext.init(this, null, mActivityThread);  //初始化该ContextIml实例的相关属性
        ///新建一个Application对象 
        app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                cl, appClass, appContext);
       appContext.setOuterContext(app);  //将该Application实例传递给该ContextImpl实例         
    } 
	...
}

 

 

    2、创建Activity对象的时机

 

       通过startActivity()或startActivityForResult()请求启动一个Activity时，如果系统检测需要新建一个Activity对象时，就会

  回调handleLaunchActivity()方法，该方法继而调用performLaunchActivity()方法，去创建一个Activity实例，并且回调

 onCreate()，onStart()方法等， 函数都位于 ActivityThread.java类 ，如下：

//创建一个Activity实例时同时创建ContextIml实例
private final void handleLaunchActivity(ActivityRecord r, Intent customIntent) {
    ...
    Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);  //启动一个Activity
}
private final Activity performLaunchActivity(ActivityRecord r, Intent customIntent) {
    ...
    Activity activity = null;
    try {
        //创建一个Activity对象实例
        java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
        activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);
    }
    if (activity != null) {
        ContextImpl appContext = new ContextImpl();      //创建一个Activity实例
        appContext.init(r.packageInfo, r.token, this);   //初始化该ContextIml实例的相关属性
        appContext.setOuterContext(activity);            //将该Activity信息传递给该ContextImpl实例
        ...
    }
    ...
}

//创建一个Activity实例时同时创建ContextIml实例
private final void handleLaunchActivity(ActivityRecord r, Intent customIntent) {
	...
	Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);  //启动一个Activity
}
private final Activity performLaunchActivity(ActivityRecord r, Intent customIntent) {
	...
	Activity activity = null;
    try {
    	//创建一个Activity对象实例
        java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
        activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);
    }
    if (activity != null) {
        ContextImpl appContext = new ContextImpl();      //创建一个Activity实例
        appContext.init(r.packageInfo, r.token, this);   //初始化该ContextIml实例的相关属性
        appContext.setOuterContext(activity);            //将该Activity信息传递给该ContextImpl实例
        ...
    }
    ...    
}

 

 

   3、创建Service对象的时机

 

       通过startService或者bindService时，如果系统检测到需要新创建一个Service实例，就会回调handleCreateService()方法，

 完成相关数据操作。handleCreateService()函数位于 ActivityThread.java类，如下：

//创建一个Service实例时同时创建ContextIml实例
private final void handleCreateService(CreateServiceData data){
    ...
    //创建一个Service实例
    Service service = null;
    try {
        java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
        service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();
    } catch (Exception e) {
    }
    ...
    ContextImpl context = new ContextImpl(); //创建一个ContextImpl对象实例
    context.init(packageInfo, null, this);   //初始化该ContextIml实例的相关属性
    //获得我们之前创建的Application对象信息
    Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
    //将该Service信息传递给该ContextImpl实例
    context.setOuterContext(service);
    ...
}

//创建一个Service实例时同时创建ContextIml实例
private final void handleCreateService(CreateServiceData data){
	...
	//创建一个Service实例
	Service service = null;
    try {
        java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
        service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();
    } catch (Exception e) {
    }
	...
	ContextImpl context = new ContextImpl(); //创建一个ContextImpl对象实例
    context.init(packageInfo, null, this);   //初始化该ContextIml实例的相关属性
    //获得我们之前创建的Application对象信息
    Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
    //将该Service信息传递给该ContextImpl实例
    context.setOuterContext(service);
    ...
}

 

    另外，需要强调一点的是，通过对ContextImp的分析可知，其方法的大多数操作都是直接调用其属性mPackageInfo(该属性类

型为PackageInfo)的相关方法而来。这说明ContextImp是一种轻量级类，而PackageInfo才是真正重量级的类。而一个App里的

所有ContextIml实例，都对应同一个packageInfo对象。

            

 

     最后给大家分析利用Context获取SharedPreferences类的使用方法，SharedPreferences类想必大家都使用过，其一般获取方

法就是通过调用getSharedPreferences()方法去根据相关信息获取SharedPreferences对象。具体流程如下：

 

    1 、调用  getSharedPreferences()获取对应的的文件，该函数实现功能如下：

 

//Context类静态数据集合，以键值对保存了所有读取该xml文件后所形成的数据集合
private static final HashMap<File, SharedPreferencesImpl> sSharedPrefs =
       new HashMap<File, SharedPreferencesImpl>();

@Override
public SharedPreferences getSharedPreferences(String name, int mode){
     //其所对应的SharedPreferencesImpl对象 ，该对象已一个HashMap集合保存了我们对该文件序列化结果
     SharedPreferencesImpl sp;
     File f = getSharedPrefsFile(name);  //该包下是否存在对应的文件，不存在就新建一个
     synchronized (sSharedPrefs) {       //是否已经读取过该文件，是就直接返回该SharedPreferences对象
         sp = sSharedPrefs.get(f);
         if (sp != null && !sp.hasFileChanged()) {
             //Log.i(TAG, "Returning existing prefs " + name + ": " + sp);
             return sp;
         }
     }
     //以下为序列化该xml文件，同时将数据写到map集合中
     Map map = null;
     if (f.exists() && f.canRead()) {
         try {
             str = new FileInputStream(f);
             map = XmlUtils.readMapXml(str);
             str.close();
         }
         ...
     }

     synchronized (sSharedPrefs) {
         if (sp != null) {
             //Log.i(TAG, "Updating existing prefs " + name + " " + sp + ": " + map);
             sp.replace(map);   //更新数据集合
         } else {
             sp = sSharedPrefs.get(f);
             if (sp == null) {
                 //新建一个SharedPreferencesImpl对象，并且设置其相关属性
                 sp = new SharedPreferencesImpl(f, mode, map);
                 sSharedPrefs.put(f, sp);
             }
         }
         return sp;
     }
}

//Context类静态数据集合，以键值对保存了所有读取该xml文件后所形成的数据集合
private static final HashMap<File, SharedPreferencesImpl> sSharedPrefs = 
	   new HashMap<File, SharedPreferencesImpl>(); 

@Override
public SharedPreferences getSharedPreferences(String name, int mode){
	 //其所对应的SharedPreferencesImpl对象 ，该对象已一个HashMap集合保存了我们对该文件序列化结果
	 SharedPreferencesImpl sp;  
     File f = getSharedPrefsFile(name);  //该包下是否存在对应的文件，不存在就新建一个
     synchronized (sSharedPrefs) {       //是否已经读取过该文件，是就直接返回该SharedPreferences对象
         sp = sSharedPrefs.get(f);
         if (sp != null && !sp.hasFileChanged()) {
             //Log.i(TAG, "Returning existing prefs " + name + ": " + sp);
             return sp;
         }
     }
     //以下为序列化该xml文件，同时将数据写到map集合中     
     Map map = null;
     if (f.exists() && f.canRead()) {
         try {
             str = new FileInputStream(f);
             map = XmlUtils.readMapXml(str);
             str.close();
         } 
         ...
     }
     
     synchronized (sSharedPrefs) {
         if (sp != null) {
             //Log.i(TAG, "Updating existing prefs " + name + " " + sp + ": " + map);
             sp.replace(map);   //更新数据集合
         } else {
             sp = sSharedPrefs.get(f);
             if (sp == null) {  
            	 //新建一个SharedPreferencesImpl对象，并且设置其相关属性
                 sp = new SharedPreferencesImpl(f, mode, map);  
                 sSharedPrefs.put(f, sp);
             }
         }
         return sp;
     }
}

 

   2、 SharedPreferences 不过是个接口，它定义了一些操作xml文件的方法，其真正实现类为SharedPreferencesImpl ，该类是

    ContextIml的内部类，该类如下：

 

//soga，这种形式我们在分析Context ContextIml时接触过
//SharedPreferences只是一种接口，其真正实现类是SharedPreferencesImpl类
private static final class SharedPreferencesImpl implements SharedPreferences{
     private Map mMap;  //保存了该文件序列化结果后的操作， 键值对形式

     //通过key值获取对应的value值
     public String getString(String key, String defValue) {
         synchronized (this) {
             String v = (String)mMap.get(key);
             return v != null ? v : defValue;
         }
     }
     ...
     //获得该SharedPreferencesImpl对象对应的Edito类，对数据进行操作
     public final class EditorImpl implements Editor {
         private final Map<String, Object> mModified = Maps.newHashMap(); //保存了对键值变化的集合
     }
}

//soga，这种形式我们在分析Context ContextIml时接触过 
//SharedPreferences只是一种接口，其真正实现类是SharedPreferencesImpl类
private static final class SharedPreferencesImpl implements SharedPreferences{
	 private Map mMap;  //保存了该文件序列化结果后的操作， 键值对形式
	 
	 //通过key值获取对应的value值
	 public String getString(String key, String defValue) {
         synchronized (this) {
             String v = (String)mMap.get(key);
             return v != null ? v : defValue;
         }
     }
	 ...
	 //获得该SharedPreferencesImpl对象对应的Edito类，对数据进行操作
	 public final class EditorImpl implements Editor {
		 private final Map<String, Object> mModified = Maps.newHashMap(); //保存了对键值变化的集合
	 }
}

 

       基本上获取SharedPreferences 对象就是这么来的，关于Context里的更多方法请大家参照源代码认真学习吧。