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。