Android Context原理

android

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

相关类的继承图表：

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);  
     ...  
}  

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。该函数的大部分功能都是直接调用其属性mPackageInfo去完成
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);  
    }  
}  

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
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  
    }  
}  

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;  
     }  
}  

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           
    }   
    ...  
}  

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  
        ...  
    }  
    ...      
}  

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);  
    ...  
}  

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;  
     }  
}  

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  
     }  
} 

基本上获取SharedPreferences 对象就是这么来的