Android全面解析之Context机制

前言

很高兴遇见你~ 欢迎阅读我的文章。

在文章Android全面解析之由浅及深Handler消息机制中讨论到,Handler可以:

避免我们自己去手动写 死循环和输入阻塞 来不断获取用户的输入以及避免线程直接结束,而是采用事务驱动型设计,使用Handler消息机制,让AMS可以控制整个程序的运行逻辑。

这是关于android程序在设计上更加重要的一部分,不太了解的读者可以前往阅读了解一下。而当我们知道android程序的程序是通过main方法跑起来的,然后通过handler机制来控制程序的运行,那么四大组件和普通的Java类到底有什么区别?为什么同样是Java类,而ActivityThread、Activity等等这些类就显得那么特殊呢?我们的代码、写的布局是通过什么路径使用系统资源把界面展示在屏幕上的?这一切就涉及到我们今天的主角:Context。

什么是Context

回想一下最初学习Android开发的时候,第一用到context是什么时候?如果你跟我一样是通过郭霖的《第一行代码》来入门android,那么一般是Toast。Toast的常规用法是:

Toast.makeText(this, "我是toast", Toast.LENGTH_SHORT).show()

当初也不知道什么是Context,只知道他需要一个context类型,把activity对象传进去即可。从此context贯穿在我开发过程的方方面面,但我始终不知道这个context到底有什么用?为什么要这个对象?我们首先来看官方对于Context类的注释:

/**
 * 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.
 */
public abstract class Context {...}

关于应用程序环境的全局信息的接口。 这是一个抽象类,它的实现是由Android系统提供。 它允许访问特定应用的资源和类,以及向上调用应用程序级的操作,如启动活动,广播和接收Intent等

可以看到Context最重要的作用就是获取全局消息、访问系统资源、调用应用程序级的操作。可能对于这些作用没什么印象,想一下,如果没有context,我们如何做到以下操作:

  • 弹出一个toast
  • 启动一个activity
  • 获取程序布局文件、drawable文件等
  • 访问数据库

这些平时看似简单的操作,一旦失去了context将无法执行。这些行为都有一个共同点:需要与系统交汇。四大组件为什么配为组件,而我们的写的就只能叫做一个普通的Java类,正是因为context的这些功能让四大组件有了不一样的能力。简单来说,context是:

应用程序和系统之间的桥梁,应用程序访问系统各种资源的接口。

我们一般使用context最多的是两种情景:直接调用context的方法和调用接口时需要context参数。这些行为都意味着我们需要访问系统相关的资源。

那context是从哪里来的?AMS!AMS是系统级进程,拥有访问系统级操作的权利,应用程序的启动受AMS的调控,在程序启动的过程中,AMS会把一个“凭证”通过跨进程通信给到我们的应用程序,我们的程序会把这个“凭证”封装成context,并提供一系列的接口,这样我们的程序也就可以很方便地访问系统资源了。这样的好处是:

系统可以对应用程序级的操作进行调控,限制各种情景下的权限,同时也可以防止恶意攻击。

如Application类的context和Activity的context权利是不一样的,生命周期也不一样。对于想要操作系统攻击用户的程序也进行了阻止,没有获得允许的Java类没有任何权利,而Activity开放给用户也只有部分有限的权利。而我们开发者获取context的路径,也只有从activity、application等组件获取。

因而,什么是Context?Context是应用程序与系统之间沟通的桥梁,是应用程序访问系统资源的接口,同时也是系统给应用程序的一张“权限凭证”。有了context,一个Java类才可以被称之为组件。

Context家族

上一部分我们了解什么是context以及context的重要性,这一部分就来了解一下context在源码中的子类继承情况。先看一个图:

最顶层是Context抽象类,他定义了一系列与系统交汇的接口。ContextWrapper继承自Context,但是并没有真正实现Context中的接口,而是把接口的实现都托管给ContextImpl,ContextImpl是Context接口的真正实现者,从AMS拿来的“凭证”也是封装到了ContextImpl中,然后赋值给ContextWrapper,这里运用到了一种模式:装饰者模式ApplicationService都继承自ContextWrapper,那么他们也就拥有Context的接口方法且本身即是context,方便开发者的使用。Activity比较特殊,因为它是有界面的,所以他需要一个主题:Theme,ContextThemeWrapper在ContextWrapper的基础上增加与主题相关的操作。

这样的设计有这样的优点:

  • Activity等可以更加方便地使用context,可以把自身当成context来使用,遇到需要context的接口直接把自身传进去即可。
  • 运用装饰者模式,向外屏蔽ContextImpl的内部逻辑,同时当需要更改ContextImpl的逻辑实现,ContextWrapper的逻辑几乎不需要更改。
  • 更方便地扩展不同情景下的逻辑。如service和activity,情景不同,需要的接口方法也不同,但是与系统交互的接口是相同的,使用装饰者模式可以拓展出很多的功能,同时只需要把ContextImpl对象赋值进去即可。

context的分类

前面讲到Context的家族体系时,了解到他的最终实现类有:Application、Activity、Service,ContextImpl被前三者持有,是Context接口的真正实现。那么这里讨论一下这三者有什么不同,和使用时需要注意的问题。

Application

Application是全局Context,整个应用程序只有一个,他可以访问到应用程序的包信息等资源信息。获取Application的方法一般有两个:

context.getApplicationContext()
activity.getApplication()

通过context和activity都可以获取到Application,那这两个方法有什么区别?没有区别。我们可以打印来看一下:

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    ...
    Log.d("一只修仙的猿", "application:$application")
    Log.d("一只修仙的猿", "applicationContext:$applicationContext")
}

可以看到确实是同个对象。但为什么要提供两个一样作用的方法?getApplication()方法更加直观,但是只能在activity中调用。getApplicationContext()适用范围更广,任意一个context对象皆可以调用此方法。

Application类的Context的特点是生命周期长,在整个应用程序运行的期间他都会存在。同时我们可以自定义Application,并在里面做一些全局的初始化操作,或者写一个静态的context供给全局获取,不需要在方法中传入context。如:

class MyApplication : Application(){
    // 全局context
    companion object{
        lateinit var context: Context
    }
    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        // 做全局初始化操作
        RetrofitManager.init(this)
        context = this
    }
}

这样我们就可以在应用启动的时候对一些组件进行初始化,同时可以通过MyApplication.context来获取Application对象。

但是!!!请不要把Application当成工具类使用。由于Application获取的便利性,有开发者会在Application中编写一些工具方法,全局获取使用,这样是不行的。自定义Application的目的是在程序启动的时候做全局初始化工作,而不能拿来取代工具类,这严重违背谷歌设计Application的原则,也违背Java代码规范的单一职责原则。

四大组件

Activity继承自ContextThemeWrapper,是一个拥有主题的context对象。Activity常用于与UI有关的操作,如添加window等。常规使用可以直接用activity.this

Service继承自ContextWrapper,也可以和Activity一样直接使用service.this来使用context。和activity不同的是,Service没有界面,所以也不需要主题。

ContextProvider使用的是Application的context,Broadcast使用的是activity的context,这两点在后面会进行源码分析。

BaseContext

嗯?baseContext是什么?把这个拿出来单独讲,细心的读者可能会发现activity中有一个方法:getBaseContext。这个是ContextWrapper中的mBase对象,也就是ContextImpl,也是context接口的真正逻辑实现。

context的使用问题

使用context最重要的问题之一是注意内存泄露。不同的context的生命周期不同,Application是在应用存在的期间会一直存在,而Activity是会随着界面的销毁而销毁,如果当我们的代码长时间持有了activity的context,如静态引用或者单例类,那么会导致activity无法被释放。如下面的代码:

object MyClass {
    lateinit var mContext : Context
    fun showToast(context : Context){
        mContext = context
    }
}

单例类在应用持续的时间都会一直存在,这样context也就会被一直被持有,activity无法被回收,导致内存泄露。

那,我们就都换成Application不就可以了,如下:

object MyClass {
    lateinit var mContext : Context
    fun showToast(context : Context){
        mContext = context.applicationContext
    }
}

答案是:不可以。什么时候可以使用Application?不涉及UI以及启动Activity操作。Activity的context是拥有主题属性的,如果使用Application来操作UI,那么会丢失自定义的主题,采用系统默认的主题。同时,有些UI操作只有Activity可以执行,如弹出dialog,这涉及到window的token问题,我在这篇文章token验证进行了详细的解答,有兴趣的读者可以去阅读一下。这也是官方对于context不同权限的设计,没有界面的context,就不应该有操作界面的权利。使用Application启动的Activity必须指定task以及标记为singleTask,因为Application是没有任务栈的,需要重新开一个新的任务栈。因此,我们需要根据不同context的不同职责来执行不同的任务

Context的创建过程

经过上面的讨论,读者对于context在心中有了一定的理解。但始终觉得少点什么:activity是什么时候被创建的,他的contextImpl是如何被赋值的?Application呢?为什么说ContextProvider的context是Application,Broadcast的context是Activity?contextImpl又是如何被创建的?解决这些疑惑,就必须阅读源码了。阅读源码的好处非常多,上面我的讲述,都是基于我阅读源码之后的理解,而“一千个观众有一千个哈姆雷特”,阅读源码可以形成自己对整个机制自己的思考和理解,同时可以让自己对context那些知识真正落实到代码上,增强自己对知识的自信心。当别人和你意见不同的时候,你可以拍拍胸脯说:我看过源码,这个地方就是这样。是不是非常自信且傲娇?

然而阅读源码不是越多越好,而是把握整体的流程之后阅读关键源码,不要深入源码堆中无法自拔。例如我觉得activity的contextImpl是在Activity创建的过程中被赋值的,那么我就会去找activity的启动流程源码,然后只看和context有关的部分。提高效率的同时,还可以切中我们学习的点。下面的源码阅读我们给出整体流程,然后重点理解关键代码,其他的源码读者可自行下载源码去跟踪阅读一下。

Application

Application应用级别的context,是在应用被创建的时候被创建的,是第一个被创建的context,也是最后一个被销毁的context。因而追踪Application的创建需要从应用程序的启动流程看起。应用启动的源码流程如下(简化版):

应用程序从ActivityThread的main方法开始执行,从Handler消息机制中我们知道main方法主要是开启线程的Looper以及handler,然后由AMS向主线程发送message控制应用的启动过程。因而我们可以把目标锁定在图中的最后一个方法:handleBindApplication,Application最有可能在这里被创建:

ActivityThread.class (api29)

private void handleBindApplication(AppBindData data) {
    ...
	// 创建LoadedApk对象
    data.info = getPackageInfoNoCheck(data.appInfo, data.compatInfo);
    ...
    Application app;
    ...
    try {
		// 创建Application
        app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
        ...
    }
    try {
        ...
		// 回调Application的onCreate方法
        mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);
    }
    ...
}

handleBindApplication的参数AppBindData是AMS给应用程序的启动信息,其中就包含了“权限凭证”——ApplicationInfo等。LoadedApk就是通过这些对象来创建获取对系统资源的访问权限,然后通过LoadApk来创建ContextImpl以及Application。

这里我们只关注和context创建有关的逻辑,前面启动程序的源码以及AMS如何处理,这里就不讲了,读者有兴趣可以读ContextProvider启动流程这篇文章,其中对ContextProvider的启动过程就有对上述源码进行追踪详解。

那么接下来我们继续关注Application是如何创建的:

LoadeApk.class(api29)
public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
        Instrumentation instrumentation) {
    // 如果application已经存在则直接返回
    if (mApplication != null) {
        return mApplication;
    }
	...
    Application app = null;
    String appClass = mApplicationInfo.className;
    ...
    try {
        java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
       ...
		// 创建ContextImpl
        ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
		// 利用类加载器加载我们在AndroidMenifest指定的Application类
        app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                cl, appClass, appContext);
        // 把Application的引用给comtextImpl,这样contextImpl也可以很方便地访问Application
        appContext.setOuterContext(app);
    } 
    ...
    mActivityThread.mAllApplications.add(app);
   	// 把app设置为mApplication,当我们调用context.getApplicationContext就是获取这个对象
    mApplication = app;

    if (instrumentation != null) {
        try {
			// 回调Application的onCreate方法
            instrumentation.callApplicationOnCreate(app);
        } 
        ...
    }
 	...
    return app;
}

代码的逻辑也不复杂,首先判断LoadedApk对象中的mApplication是否存在,否则创建ContextImpl,再利用类加载器和contextImpl创建Application,最后把Application对象赋值给LoadedApk的mApplication,再回调Application的onCreate方法。我们先来看一下contextImpl是如何创建的:

ContextImpl.class(api29)
static ContextImpl createAppContext(ActivityThread mainThread, LoadedApk packageInfo,
        String opPackageName) {
    if (packageInfo == null) throw new IllegalArgumentException("packageInfo");
    ContextImpl context = new ContextImpl(null, mainThread, packageInfo, null, null, null, 0,
            null, opPackageName);
    context.setResources(packageInfo.getResources());
    return context;
}

这里直接new了一个ContextImpl,同时给ContextImpl赋值访问系统资源相关的“权限”对象——ActivityThread,LoadedApk等。让我们再回到Application的创建过程。我们可以猜测,在newApplication包含的逻辑肯定有:利用反射创建Application,再把contextImpl赋值给Application。原因是每个人自定义的Application类不同,需要利用反射来创建对象,其次Application中的mBase属性是对ContextImpl的引用。看源码:

Instrumentation.class(api29)
public Application newApplication(ClassLoader cl, String className, Context context)
        throws InstantiationException, IllegalAccessException, 
        ClassNotFoundException {
    Application app = getFactory(context.getPackageName())
            .instantiateApplication(cl, className);
    app.attach(context);
    return app;
}

Application.class(api29)
final void attach(Context context) {
    attachBaseContext(context);
    mLoadedApk = ContextImpl.getImpl(context).mPackageInfo;
}

ContextWrapper.class(api29)
Context mBase;    
protected void attachBaseContext(Context base) {
    if (mBase != null) {
        throw new IllegalStateException("Base context already set");
    }
    mBase = base;
}    

结果非常符合我们的猜测,先创建Application对象,再把ContextImpl通过Application的attach方法赋值给Application。然后Application的attach方法调用了ContextWrapper的attachBaseContext方法,因为Application也是继承自ContextWrapper。这样,就把ContextImpl赋值给Application的mBase属性了。

再回到前面的逻辑,创建了Application之后需要回调onCreate方法:

Instrumentation.class(api29)
public void callApplicationOnCreate(Application app) {
    app.onCreate();
}

简单粗暴,直接回调。到这里,Application的创建以及context的创建流程就走完了。但是需要注意的是,全局初始化需要在onCreate中进行,而不要在Application的构造器中执行。从代码中我们可以看到ContextImpl是在Application被创建之后再赋值的。

Activity

Activity的context也是在Activity创建的过程中被创建的,这个就涉及到Activity的启动流程,这里涉及到三个流程:应用程序请求AMS,AMS处理请求,应用程序响应Activity创建事务:

依然,我们专注于Activity的创建流程,其他的读者可阅读Activity启动流程这篇文章了解。和Application一样,Activity的创建时由AMS来控制的,AMS向应用程序进程发送消息来执行具体的启动逻辑。最后会执行到handleLaunchActivity这个方法:

ActivityThread.class(api29)
public Activity handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r,
        PendingTransactionActions pendingActions, Intent customIntent) {
    ...
    final Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
	...
   return a;
}

最终的就是中间这句代码,进入看源码:

ActivityThread.class(api29)
private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    ...
	// 创建Activity的ContextImpl
    ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
    Activity activity = null;
    try {
        // 利用类加载创建activity实例
        java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
        activity = mInstrumentation.newActivity(
                cl, component.getClassName(), r.intent);
        ...
    }
    try {
		// 创建Application
        Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
		...
        if (activity != null) {
            ...
			// 把activity设置给context,这样context也可以访问到activity了
            appContext.setOuterContext(activity);
            // 调用activity的attach方法把contextImpl设置给activity
            activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                            r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                            r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
                            r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback,
                            r.assistToken);

            int theme = r.activityInfo.getThemeResource();
            if (theme != 0) {
                // 设置主题
                activity.setTheme(theme);
            }
            ...
			// 回调onCreate方法
            if (r.isPersistable()) {
                mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
            } else {
                mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
            }
            ...
        }
        ...
    }
	...
    return activity;
}

代码的逻辑不是很复杂,首先创建Activity的ContextImpl,利用类加载创建activity实例,然后再通过LoadedApk创建Application,这个方法在前面我们讲过,如果Application已经创建会直接返回已经创建的对象。然后把activity设置给context,这样context也可以访问到activity了。这里要注意,前面讲到使用Activity的context会造成内存泄露,那么可不可以用Activity的contextImpl对象呢?答案是不可以,因为ContextImpl也会持有Activity的引用,需要特别注意一下。随后再调用activity的attach方法把contextImpl设置给activity。后面是设置主题和回调onCreate方法,我们就不深入了,主要看看attach方法:

Activity.class(api29)
final void attach(Context context,...) {
    attachBaseContext(context);
 	...   
}

这里省略了大量的代码,只保留关键一句:attachBaseContext,是不是很熟悉?调用ContextWrapper的方法来给mBase属性赋值,和前面Application是一样的,就不再赘述。

Service

依然只关注关键代码流程,先看Service的启动流程图:

Service的创建过程也是受AMS的控制,同样我们看到创建Service的那一步,最终会调用到handleCreateService这个方法:

private void handleCreateService(CreateServiceData data) {
    ...
    LoadedApk packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
            data.info.applicationInfo, data.compatInfo);
    Service service = null;
    try {
        java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
        service = packageInfo.getAppFactory()
                .instantiateService(cl, data.info.name, data.intent);
    } 
    ...
    try {
        ...
        ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
        context.setOuterContext(service);

        Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
        service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,
                ActivityManager.getService());
        service.onCreate();
        mServices.put(data.token, service);
        ...
    } 
    ...
}

Service的逻辑就相对简单了,同样创建service实例,再创建contextImpl,最后把contextImpl通过Service的attach方法赋值给mBase属性,最后回调Service的onCreate方法。过程和上面的很像,这里就不再深入讲了,感兴趣的读者可自行去阅读源码,也可以阅读Android中Service的启动与绑定过程详解(基于api29)这篇文章了解Service的详细内容。

Broadcast

Broadcast和上面的组件不同,他并不是继承自Context,所以他的Context是需要通过上述三者来给予。我们一般使用广播的context是在接受器中,如:

class MyClass :BroadcastReceiver() {
    override fun onReceive(context: Context?, intent: Intent?) {
        TODO("use context")
    }
}

那么onReceive的context对象是从哪里来的呢?同样我们先看广播接收器的注册流程:

Broadcast注册源码流程.png

同样,详细的广播相关工作流程可以阅读Android广播Broadcast的注册与广播源码过程详解(基于api29)这篇文章了解。因为在创建Receiver的时候并没有传入context,所以我们需要追踪他的注册流程,看看在哪里获取了context。我们先看到ContextImpl的registerReceiver方法:

ContextImpl.class(api29)
public Intent registerReceiver(BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter,
        String broadcastPermission, Handler scheduler) {
    // 注意参数
    return registerReceiverInternal(receiver, getUserId(),
            filter, broadcastPermission, scheduler, getOuterContext(), 0);
}

registerReceiver方法最终会来到这个重载方法,我们可以注意到,这里有个getOuterContext,这个是什么?还记得Activity的context创建过程吗?这个方法获取的就是activity本身。我们继续看下去:

ContextImpl.class(api29)
private Intent registerReceiverInternal(BroadcastReceiver receiver, int userId,
        IntentFilter filter, String broadcastPermission,
        Handler scheduler, Context context, int flags) {
    IIntentReceiver rd = null;
    if (receiver != null) {
        if (mPackageInfo != null && context != null) {
            ...
            rd = mPackageInfo.getReceiverDispatcher(
                receiver, context, scheduler,
                mMainThread.getInstrumentation(), true);
        }
        ...
    }
    ...
}

这里利用context创建了ReceiverDispatcher,我们继续深入看:

LoadedApk.class(api29)
public IIntentReceiver getReceiverDispatcher(BroadcastReceiver r,
        Context context, Handler handler,
        Instrumentation instrumentation, boolean registered) {
    synchronized (mReceivers) {
        LoadedApk.ReceiverDispatcher rd = null;
        ...
        if (rd == null) {
            rd = new ReceiverDispatcher(r, context, handler,
                    instrumentation, registered);
            ...
        }
        ...
    }
}

ReceiverDispatcher.class(api29)
ReceiverDispatcher(..., Context context,...) {
    ...
    mContext = context;
    ...
}

这里确实把receiver和context创建了ReceiverDispatcher,嗯?怎么没有给Receiver?其实这涉及到广播的内部设计结构。Receiver是没有跨进程通信能力的,而广播需要AMS的调控,所以必须有一个可以跟AMS沟通的对象,这个对象是InnerReceiver,而ReceiverDispatcher就是负责维护他们两个的联系,如下图:

而onReceive方法也是由ReceiverDispatcher回调的,最后我们再看到回调onReceive的那部分代码:

ReceiverDispatcher.java/Args.class;
public final Runnable getRunnable() {
    return () -> {
        ...;
        try {
            ...;
            // 可以看到这里回调了receiver的方法,这样整个接收广播的流程就走完了。
            receiver.onReceive(mContext, intent);
        }
    }
}

Args是Receiver的内部类,mContext就是在创建ReceiverDispatcher时传入的对象,到这里我们就知道这个对象确实是Activity了。

但是,,不一定每个都是Activity。在源码中我们知道是通过getOuterContext来获取context,如果是通过别的context注册广播,那么对应的对象也就不同了,只是我们一般都是在Activity中创建广播,所以这个context一般是activity对象。

ContentProvider

ContextProvider我们用的就比较少了,内容提供器主要是用于应用间内容共享的。虽然ContentProvider是由系统创建的,但是他本身并不属于Context家族体系内,所以他的context也是从其他获取的。老样子,先看ContentProvider的创建流程:

咦?这不是Application创建的流程图吗?是的,ContentProvider是伴随着应用启动被创建的,来看一张更加详细的流程图:

我们把目光聚集到ContentProvider的创建上,也就是installContentProviders方法。同样,详细的ContentProvider工作流程可以访问Android中ContentProvider的启动与请求源码流程详解(基于api29)这篇文章。installContentProviders是在handleBindApplication中被调用的,我们看到调用这个方法的地方:

private void handleBindApplication(AppBindData data) {
    try {
        // 创建Application
        app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
		...
        if (!data.restrictedBackupMode) {
            if (!ArrayUtils.isEmpty(data.providers)) {
                // 安装ContentProvider
                installContentProviders(app, data.providers);
        }
    }    
}

可以看到这里传入了application对象,我们继续看下去:

private void installContentProviders(
        Context context, List<ProviderInfo> providers) {
    final ArrayList<ContentProviderHolder> results = new ArrayList<>();
    for (ProviderInfo cpi : providers) {
        ...
        ContentProviderHolder cph = installProvider(context, null, cpi,
                false /*noisy*/, true /*noReleaseNeeded*/, true /*stable*/);
        ...
    }
...
}

这里调用了installProvider,继续往下看:

private ContentProviderHolder installProvider(Context context,
        ContentProviderHolder holder, ProviderInfo info,
        boolean noisy, boolean noReleaseNeeded, boolean stable) {
    ContentProvider localProvider = null;
    IContentProvider provider;
    if (holder == null || holder.provider == null) {
        ...
		// 这里c最终是由context构造的
        Context c = null;
        ApplicationInfo ai = info.applicationInfo;
        if (context.getPackageName().equals(ai.packageName)) {
            c = context;
        }
        ...
        try {
            // 创建ContentProvider
            final java.lang.ClassLoader cl = c.getClassLoader();
            LoadedApk packageInfo = peekPackageInfo(ai.packageName, true);
            ...
            localProvider = packageInfo.getAppFactory()
                    .instantiateProvider(cl, info.name);
            provider = localProvider.getIContentProvider();
            ...
			// 把context设置给ContentProvider
            localProvider.attachInfo(c, info);
        } 
        ...
    } 
    ...
}

这里最重要的一行代码是localProvider.attachInfo(c, info);,在这里把context设置给了ContentProvider,我们再深入一点看看:

ContentProvider.class(api29)
public void attachInfo(Context context, ProviderInfo info) {
    attachInfo(context, info, false);
}
private void attachInfo(Context context, ProviderInfo info, boolean testing) {
    ...
    if (mContext == null) {
        mContext = context;
        ...
    }
    ...
}

这里确实把context赋值给了ContentProvider的内部变量mContext,这样ContentProvider就可以使用Context了。而这个context正是一开始传进来的Application。

从源码设计角度看Context

到这里关于Context的知识也讲得差不多了。研究Framework层知识,不能只停留在他是什么,有什么作用即可。Framework层他是一个整体,构成了android这个庞大的体系,还需要看Context,在其中扮演着什么样的角色,解决了什么样的问题。在window机制中我讲到window的存在是为了解决屏幕上view的显示逻辑与触摸反馈问题,在Hanlder机制中我写到整个android程序都是基于Handler机制来驱动执行的,而Context呢?

Android系统是一个完整的生态,他搭建了一个环境,让各种程序可以运行在上面。而任何一个程序,想要运行在这个环境上,必须得到系统的允许,也就是软件安装。安卓与电脑不同的是,他不是任意一个程序就可以直接访问到系统的资源。我们在window上可以写一个java程序,然后直接开启一个文件流就可以读取和修改文件了。而Android没这么简单,他任意一个程序的运行都必须经过系统的调控。也就是,即时程序获得允许(安装在手机上了),程序本身要运行,还得是系统来控制程序运行,程序无法自发地执行在Android环境中。我们通过源码可以知道程序的main方法,仅仅只是开启了线程的Looper循环,而后续的一切,都必须等待AMS来控制。

那应用程序自己硬要执行可不可以?可以,但是没卵用。想要获得系统资源,如启动四大组件、读取布局文件、读写数据库、调用系统柜摄像头等等,都必须要通过Context,而context必须要通过AMS来获取。这就区分了一个程序是一个普通的Java程序,还是android程序。

Context承受的两大重要职责是:身份权限、程序访问系统的接口。一个Java类,如果没有context那么就是一个普通的Java类,而当他获得context那么他就可以称之为一个组件了,因为它获得了访问系统的权限,他不再是一个普通的身份,是属于android“公民”了。而“公民”并不是无法无天,系统也可以通过context来封装以及限制程序的权限。要想弹出一个通知,你必须通过这个api,用户关闭你的通知权限,你就别想通过第二条路来弹出通知了。同时 程序也无需知道底层到底是如何实现,只管调用api即可。四大组件为何称为四大组件,因为他们生来就有了context,特别是activity和service,包括Application。而我们写的一切程序,都必须间接或者直接从其中获取context。

总而言之,context就是负责区分android内外程序的一个机制,限制程序访问系统资源的权限。

总结

文章从什么是context开始介绍,再针对context的不同子类进行解析,最后结合源码深入地讲解了context的创建过程。最后再谈了我对context的设计理解。

关于context想说的就已经说完了。虽然这些内容日常很少用得到,但是非常有助于我们对Android整个系统框架的理解。而当我们对系统有更加深入的理解后,写出来的程序也就会更加健壮。

希望文章对你有帮助。

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posted @ 2020-12-11 09:56  一只修仙的猿  阅读(290)  评论(0编辑  收藏