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详解Android中的Context抽象类

2019年07月24日  | 移动技术网移动技术  | 我要评论

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

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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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