详解Android中的Context抽象类

关于Context我们首先应该知道：
（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); 
   ... 
} 

 
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); 
  } 
} 

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 
  } 
} 

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。
           
三、利用Context获取SharedPreferences类
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。

四、在任意位置获取应用程序Context
1、在任意位置获取应用程序Context
Android程序中访问资源时需要提供Context，一般来说只有在各种component中（Activity, Provider等等)才能方便的使用api来获取Context;喜欢编程的人都知道，编写工具类可以有效的实现代码复用，而在Android下某些工具类的编写很让人困惑，例如：我们要在工具类中获取SharedPreferences，那就需要Context的支持。

为了解决这写由Context带来的麻烦，我们可以自定义一个Application类来实现这种功能。

import android.app.Application;

public class ContextUtil extends Application {
  private static ContextUtil instance;

  public static ContextUtil getInstance() {
    return instance;
  }

  @Override
  public void onCreate() {
    // TODO Auto-generated method stub
    super.onCreate();
    instance = this;
  }
}

然后在manifest中<application>中加入Android：name="mypackage.ContextUtil",这样我们就可以在任何一个类下面获取Context，例如：Context c=ContextUtil.getInstance();

2、context注意事项：

在android中context可以作很多操作，但是最主要的功能是加载和访问资源。在android中有两种context，一种是 application context，一种是activity context，通常我们在各种类和方法间传递的是activity context。
比如一个activity的onCreate：

protected void onCreate(Bundle state) {
    super.onCreate(state);

    TextView label = new TextView(this); //传递context给view control
    label.setText("Leaks are bad");

    setContentView(label);
}

把activity context传递给view，意味着view拥有一个指向activity的引用，进而引用activity占有的资源：view hierachy, resource等。
这样如果context发生内存泄露的话，就会泄露很多内存。
这里泄露的意思是gc没有办法回收activity的内存。

Leaking an entire activity是很容易的一件事。

当屏幕旋转的时候，系统会销毁当前的activity，保存状态信息，再创建一个新的。

比如我们写了一个应用程序，它需要加载一个很大的图片，我们不希望每次旋转屏 幕的时候都销毁这个图片，重新加载。实现这个要求的简单想法就是定义一个静态的Drawable，这样Activity 类创建销毁它始终保存在内存中。
实现类似：

public class myactivity extends Activity {
    private static Drawable sBackground;
    protected void onCreate(Bundle state) {
        super.onCreate(state);

        TextView label = new TextView(this);
        label.setText("Leaks are bad");

        if (sBackground == null) {
            sBackground = getDrawable(R.drawable.large_bitmap);
        }
    label.setBackgroundDrawable(sBackground);//drawable attached to a view

    setContentView(label);
    }
}

这段程序看起来很简单，但是却问题很大。当屏幕旋转的时候会有leak（即gc没法销毁activity）。
我们刚才说过，屏幕旋转的时候系统会销毁当前的activity。但是当drawable和view关联后，drawable保存了view的 reference，即sBackground保存了label的引用，而label保存了activity的引用。既然drawable不能销毁，它所 引用和间接引用的都不能销毁，这样系统就没有办法销毁当前的activity，于是造成了内存泄露。gc对这种类型的内存泄露是无能为力的。

避免这种内存泄露的方法是避免activity中的任何对象的生命周期长过activity，避免由于对象对 activity的引用导致activity不能正常被销毁。我们可以使用application context。application context伴随application的一生，与activity的生命周期无关。application context可以通过Context.getApplicationContext或者Activity.getApplication方法获取。

避免context相关的内存泄露，记住以下几点：
（1）不要让生命周期长的对象引用activity context，即保证引用activity的对象要与activity本身生命周期是一样的
（2）对于生命周期长的对象，可以使用application context
（3）避免非静态的内部类，尽量使用静态类，避免生命周期问题，注意内部类对外部对象引用导致的生命周期变化

3、获取别的包的Context

Android中有Context的概念，想必大家都知道。Context可以做很多事情，打开activity、发送广播、打开本包下文件夹和数据库、获取classLoader、获取资源等等。如果我们得到了一个包的Context对象，那我们基本上可以做这个包自己能做的大部分事情。
Context有个createPackageContext方法，可以创建另外一个包的上下文，这个实例不同于它本身的Context实例，但是功能是一样的。

这个方法有两个参数：
（1）packageName包名，要得到Context的包名
（2）flags标志位，有CONTEXT_INCLUDE_CODE和CONTEXT_IGNORE_SECURITY两个选项。 CONTEXT_INCLUDE_CODE的意思是包括代码，也就是说可以执行这个包里面的代码。CONTEXT_IGNORE_SECURITY的意思是忽略安全警告，如果不加这个标志的话，有些功能是用不了的，会出现安全警告。

下面给个小例子，执行另外一个包里面的某个类的方法。另外一个包的包名是chroya.demo,类名Main，方法名print，代码如下：

package chroya.demo; 
 
import android.app.Activity; 
import android.os.Bundle; 
import android.util.Log; 
 
class Main extends Activity { 
   
  @Override 
  public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
    super.onCreate(savedInstanceState); 
  } 
   
  public void print(String msg) { 
    Log.d("Main", "msg:"+ msg); 
  } 
} 

package chroya.demo; 
 
import android.app.Activity; 
import android.os.Bundle; 
import android.util.Log; 
 
class Main extends Activity { 
   
  @Override 
  public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
    super.onCreate(savedInstanceState); 
  } 
   
  public void print(String msg) { 
    Log.d("Main", "msg:"+ msg); 
  } 
} 

本包的调用Main的print方法的代码块如下：

Context c = createPackageContext("chroya.demo", Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE | Context.CONTEXT_IGNORE_SECURITY); 
//载入这个类 
Class clazz = c.getClassLoader().loadClass("chroya.demo.Main"); 
//新建一个实例 
Object owner = clazz.newInstance(); 
//获取print方法，传入参数并执行 
Object obj = clazz.getMethod("print", String.class).invoke(owner,"Hello"); 

Context c = createPackageContext("chroya.demo", Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE | Context.CONTEXT_IGNORE_SECURITY); 
//载入这个类 
Class clazz = c.getClassLoader().loadClass("chroya.demo.Main"); 
//新建一个实例 
Object owner = clazz.newInstance(); 
//获取print方法，传入参数并执行 
Object obj = clazz.getMethod("print", String.class).invoke(owner, "Hello"); 

ok，这样，我们就调用了chroya.demo包的Main类的print方法，执行结果，打印出了Hello。

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