深入解析Android App开发中Context的用法

Context在开发Android应用的过程中扮演着非常重要的角色，比如启动一个Activity需要使用context.startActivity方法，将一个xml文件转换为一个View对象也需要使用Context对象，可以这么说，离开了这个类，Android开发寸步难行，对于这样一个类，我们又对他了解多少呢。我就说说我的感受吧，在刚开始学习Android开发时，感觉使用Context的地方一直就是传入一个Activity对象，久而久之感觉只要是Context的地方就传入一个Activity就行了，那么我们现在就来详细的分析一下Context和Activity的关系吧！
在开始本文之前我们先放置一个问题在这里：
我们平时在获取项目资源时使用context.getResources()的时候为什么放回的是同一个值，明明是使用不同的Activity调用getResources返回结果却是一样的。

Context本身是一个纯的abstract类，ContextWrapper是对Context的一个包装而已，它的内部包含了一个Context对象，其实对ContextWrapper的方法调用最终都是调用其中的Context对象完成的，至于ContextThremeWrapper，很明显和Theme有关，所以Activity从ContextThemmWrapper继承，而Service从ContextWrapper继承，ContextImpl是唯一一个真正实现了Context中方法的类。
 
从上面的继承关系来看，每一个Activity就是一个Context,每一个Service就是一个Context,这也就是为什么使用Context的地方可以被Activity或者Service替换了。

创建Context
根据前面所说，由于实现了Context的只有ContextImpl类，Activity和Service本没有真正的实现，他们只是内部包含了一个真实的Context对象而已，也就是在在创建Activity或者Service的时候肯定要创建爱你一个ContextImpl对象，并赋值到Activity中的Context类型变量中。那我们就来看看Andorid源码中有哪些地方创建了ContextImpl.
据统计Android中创建ContextImpl的地方一共有7处：

• 在PackageInfo.makeApplication()中
• 在performLaunchActivity()中
• 在handleCreateBackupAgent（）中
• 在handleCreateService（）中
• 2次在hanldBinderAppplication（）中
• 在attach（）方法中

由于创建ContextImpl的基本原理类似，所以这里只会分析几个比较有代表性的地方：
1、  Application对应的Context
在应用程序启动时，都会创建一个Application对象，所以辗转调用到handleBindApplication（）方法。

private final void handleBindApplication(AppBindData data) {
    mBoundApplication = data;
    mConfiguration = new Configuration(data.config); 

    ....
    data.info = getPackageInfoNoCheck(data.appInfo); 

      ... 

    Application app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
    mInitialApplication = app; 

   ....
 }

其中data.info是LoadedApk类型的，到getPackageInfoNoCheck中看看源码

public final LoadedApk getPackageInfoNoCheck(ApplicationInfo ai) {
    return getPackageInfo(ai, null, false, true);
}

里面其实调用的是getPackageInfo，继续跟进：

if (includeCode) {
        ref = mPackages.get(aInfo.packageName);
      } else {
        ref = mResourcePackages.get(aInfo.packageName);
      }
      LoadedApk packageInfo = ref != null ? ref.get() : null;
      if (packageInfo == null || (packageInfo.mResources != null
          && !packageInfo.mResources.getAssets().isUpToDate())) {
        if (localLOGV) Slog.v(TAG, (includeCode ? "Loading code package "
            : "Loading resource-only package ") + aInfo.packageName
            + " (in " + (mBoundApplication != null
                ? mBoundApplication.processName : null)
            + ")");
        packageInfo =
          new LoadedApk(this, aInfo, this, baseLoader,
              securityViolation, includeCode &&
              (aInfo.flags&ApplicationInfo.FLAG_HAS_CODE) != 0);
if (includeCode) {
          mPackages.put(aInfo.packageName,
              new WeakReference<LoadedApk>(packageInfo));
        } else {
          mResourcePackages.put(aInfo.packageName,
              new WeakReference<LoadedApk>(packageInfo));
        }

由于includeCode传入的是true,所以首先从mPackages中获取，如果没有，则new一个出来，并放入mPackages里面去，注意，这里的mPackages是ActivityThread中的属性。
下面继续分析一下LoadedApk这个类中的makeApplication函数

try {
      java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
      //创建一个ContextImpl对象
      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);
      }
    }

这里创建了一个ContextImpl对象，并调用了它的init方法，现在进入init方法。

mPackageInfo = packageInfo;
mResources = mPackageInfo.getResources(mainThread);

对mPackageInof和mResources两个变量初始化
回到makeApplication中，创建了一个Application对象，并将appContext传进去，其实就是将appContext传递给ContextWrapper中的Context类型变量(Application也是继承ContextWrapper)
2、Activity中的Context
在创建一个Activity时，经过辗转调用，会执行handleLaunchActivity(),然后调用performLaunchActivity(),该方法创建ContextImpl代码如下：

r.packageInfo= getPackageInfo(aInfo.applicationInfo,
          Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);

ContextImplappContext = new ContextImpl();
        appContext.init(r.packageInfo,r.token, this);
        appContext.setOuterContext(activity);

activity.attach(appContext,this, getInstrumentation(), r.token,
            r.ident, app, r.intent,r.activityInfo, title, r.parent,
            r.embeddedID,r.lastNonConfigurationInstance,
            r.lastNonConfigurationChildInstances, config);

由于getPackageInfo函数之前已经分析过了，稍微有点区别，但是大致流程是差不多的，所以此处的appContext执行init之后，其中的mPackages变量和mResources变量时一样的，activity通过attach函数将该appContext赋值到ContextWrapper中的Context类型变量。

3、Service中的Context
同样 在创建一个Service时，经过辗转调用会调用到scheduleCreateService方法，之后会巧用handleCreateService

LoadedApkpackageInfo = getPackageInfoNoCheck(
        data.info.applicationInfo);

ContextImplcontext = new ContextImpl();
      context.init(packageInfo, null,this);

      Application app =packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
      context.setOuterContext(service);
      service.attach(context, this,data.info.name, data.token, app,
          ActivityManagerNative.getDefault());

其思路和上面两个基本一样，在此就不再详述。

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。

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

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

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>();

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

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

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。

在此总结一下：
（1）Context是一个抽象类，ContextWrapper是对Context的封装，它包含一个Context类型的变量,ContextWrapper的功能函数内部其实都是调用里面的Context类型变量完成的。Application,Service,Activity等都是直接或者间接继承自ContextWrapper,但是并没有真正的实现其中的功能，Application，Service，Activity中关于Context的功能都是通过其内部的Context类型变量完成的，而这个变量的真实对象必定是ContextImpl，所以没创建一个Application,Activity,Servcice便会创建一个ContextImpl,并且这些ContextImpl中的mPackages和mResources变量都是一样的，所以不管使用Acitivty还是Service调用getResources得到相同的结果
（2）在一个apk中，Context的数量等于Activity个数+Service个数+1.