Android Context完全解析,你所不知道的Context的各种细节

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  前几篇文章,我也是费劲心思写了一个ListView系列的三部曲,虽然在内容上可以说是绝对的精华,但是很多朋友都表示看不懂。好吧,这个系列不仅是把大家给难倒了,也确实是把我给难倒了,之前为了写瀑布流ListView的Demo就写了大半个月的时间。那么,本篇文章我们就讲点轻松的东西,不去分析那么复杂的源码了,而是来谈一谈大家都熟知的Context。

  Context相信所有的android开发人员基本上每天都在接触,因为它太常见了。但是这并不代表Context没有什么东西好讲的,实际上Context有太多小的细节并不被大家所关注,那么今天我们就来学习一下那些你所不知道的细节。

  Context类型

  我们知道,android应用都是使用Java语言来编写的,那么大家可以思考一下,一个android程序和一个Java程序,他们最大的区别在哪里?划分界限又是什么呢?其实简单点分析,Android程序不像Java程序一样,随便创建一个类,写个main()方法就能跑了,而是要有一个完整的Android工程环境,在这个环境下,我们有像Activity、Service、BroadcastReceiver等系统组件,而这些组件并不是像一个普通的Java对象new一下就能创建实例的了,而是要有它们各自的上下文环境,也就是我们这里讨论的Context。可以这样讲,Context是维持Android程序中各组件能够正常工作的一个核心功能类。

  下面,我们来看一下Context的继承结构:

Context的继承结构 

  Context的继承结构还是稍微有点复杂的,可以看到,直系子类有两个,一个是ContextWrapper,一个是ContextImpl。那么从名字上就可以看出,ContextWrapper是上下文功能的封装类,而ContextImpl则是上下文功能的实现类。而ContextWrapper又有三个直接的子类,ContextThemeWrapper、Service和Application。其中,ContextThemeWrapper是一个带主题的封装类,而它有一个直接子类就是Activity。

  那么,在这里我们至少看到了几个所比较熟悉的面孔,Activity、Service、还有Application。由此,其实我们就已经可以得出结论了,Context一共有三种类型,分别是Application、Activity和Service。这三个类虽然分别各种承担着不同的作用,但它们都属于Context的一种,而它们具体Context的功能则是由ContextImpl类去实现的。

  那么,Context到底可以实现哪些功能呢?这个就实在是太多了,弹出Toast、启动Activity、启动Service、发送广播、操作数据库等等等等都需要用到Context。由于Context的具体能力是由ContextImpl类去实现的,因此在绝大多数场景下,Activity、Service和Application这三种类型的Context都是可以通用的。不过有几种场景比较特殊,比如启动Activity,还有弹出Dialog。出于安全原因的考虑,Android是不允许Activity或Dialog凭空出现的,一个Activity的启动必须要建立在另一个Activity的基础之上,也就是以此形成的返回栈。而Dialog则必须在一个Activity上面弹出(除非是System Alert类型的Dialog),因此在这种场景下,我们只能使用Activity类型的Context,否则将会出错。

  Context数量

  那么,一个应用程序中到底有多少个Context呢?其实根据上面的Context类型我们就已经可以得出答案了。Context一共有Application、Activity和Service三种类型,因此一个应用程序中Context数量的计算公式就可以这样写:

 

  •   Context数量 = Activity数量 + Service数量 + 1  
  •   上面的1代表着Application的数量,因为一个应用程序中可以有多个Activity和多个Service,但是只能有一个Application。

      Application Context的设计

      基本上每一个应用程序都会有一个自己的Application,并让它继承自系统的Application类,然后在自己的Application类中去封装一些通用的操作。其实这并不是Google所推荐的一种做法,因为这样我们只是把Application当成了一个通用工具类来使用的,而实际上使用一个简单的单例类也可以实现同样的功能。但是根据我的观察,有太多的项目都是这样使用Application的。当然这种做法也并没有什么副作用,只是说明还是有不少人对于Application理解的还有些欠缺。那么这里我们先来对Application的设计进行分析,讲一些大家所不知道的细节,然后再看一下平时使用Application的问题。

      首先新建一个MyApplication并让它继承自Application,然后在AndroidManifest.xml文件中对MyApplication进行指定,如下所示:

     

  • <application  
  •     android:name=".MyApplication"  
  •     android:allowBackup="true"  
  •     android:icon="@drawable/ic_launcher"  
  •     android:label="@string/app_name"  
  •     android:theme="@style/AppTheme" >  
  •     ......  
  • </application>  
  •   指定完成后,当我们的程序启动时Android系统就会创建一个MyApplication的实例,如果这里不指定的话就会默认创建一个Application的实例。

     

      前面提到过,现在很多的Application都是被当作通用工具类来使用的,那么既然作为一个通用工具类,我们要怎样才能获取到它的实例呢?如下所示:

     

  • public class MainActivity extends Activity {  
  •       
  •     @OverrIDE  
  •     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  •         super.onCreate(savedInstanceState);  
  •         setContentView(R.layout.activity_main);  
  •         MyApplication myApp = (MyApplication) getApplication();  
  •         Log.d("TAG""getApplication is " + myApp);  
  •     }  
  •       
  • }  
  •   可以看到,代码很简单,只需要调用getApplication()方法就能拿到我们自定义的Application的实例了,打印结果如下所示:

    调用getApplication()方法

      那么除了getApplication()方法,其实还有一个getApplicationContext()方法,这两个方法看上去好像有点关联,那么它们的区别是什么呢?我们将代码修改一下:

     

  • public class MainActivity extends Activity {  
  •       
  •     @OverrIDE  
  •     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  •         super.onCreate(savedInstanceState);  
  •         setContentView(R.layout.activity_main);  
  •         MyApplication myApp = (MyApplication) getApplication();  
  •         Log.d("TAG""getApplication is " + myApp);  
  •         Context apPContext = getApplicationContext();  
  •         Log.d("TAG""getApplicationContext is " + apPContext);  
  •     }  
  •       
  • }  
  •   同样,我们把getApplicationContext()的结果打印了出来,现在重新运行代码,结果如下图所示:

    getApplicationContext()的结果 

      咦?好像打印出的结果是一样的呀,连后面的内存地址都是相同的,看来它们是同一个对象。其实这个结果也很好理解,因为前面已经说过了,Application本身就是一个Context,所以这里获取getApplicationContext()得到的结果就是MyApplication本身的实例。

      那么,有的朋友可能就会问了,既然这两个方法得到的结果都是相同的,那么Android为什么要提供两个功能重复的方法呢?实际上这两个方法在作用域上有比较大的区别。getApplication()方法的语义性非常强,一看就知道是用来获取Application实例的,但是这个方法只有在Activity和Service中才能调用的到。那么,也许在绝大多数情况下,我们都是在Activity或者Service中使用Application的,但是如果在一些其它的场景,比如BroadcastReceiver中也想获得Application的实例,这时就可以借助getApplicationContext()方法了,如下所示:

     

  • public class MyReceiver extends BroadcastReceiver {  
  •   
  •     @Override  
  •     public void onReceive(Context context, Intent intent) {  
  •         MyApplication myApp = (MyApplication) context.getApplicationContext();  
  •         Log.d("TAG""myApp is " + myApp);  
  •     }  
  •   
  • }  
  •   也就是说,getApplicationContext()方法的作用域会更广一些,任何一个Context的实例,只要调用getApplicationContext()方法都可以拿到我们的Application对象。

      那么,更加细心的朋友会发现,除了这两个方法之外,其实还有一个getBaseContext()方法,这个baseContext又是什么东西呢?我们还是通过打印的方式来验证一下:

    getBaseContext()方法
     

      哦?这次得到的是不同的对象了,getBaseContext()方法得到的是一个ContextImpl对象。这个ContextImpl是不是感觉有点似曾相识?回去看一下Context的继承结构图吧,ContextImpl正是上下文功能的实现类。也就是说像Application、Activity这样的类其实并不会去具体实现Context的功能,而仅仅是做了一层接口封装而已,Context的具体功能都是由ContextImpl类去完成的。那么这样的设计到底是怎么实现的呢?我们还是来看一下源码吧。因为Application、Activity、Service都是直接或间接继承自ContextWrapper的,我们就直接看ContextWrapper的源码,如下所示:

     

  • /** 
  •  * Proxying implementation of Context that simply delegates all of its calls to 
  •  * another Context.  Can be subclassed to modify behavior without changing 
  •  * the original Context. 
  •  */  
  • public class ContextWrapper extends Context {  
  •     Context mBase;  
  •       
  •     /**
  •      * Set the base context for this ContextWrapper.  All calls will then be 
  •      * delegated to the base context.  Throws 
  •      * IllegalStateException if a base context has already been set. 
  •      *  
  •      * @param base The new base context for this wrapper. 
  •      */  
  •     protected void attachBaseContext(Context base) {  
  •         if (mBase != null) {  
  •             throw new IllegalStateException("Base context already set");  
  •         }  
  •         mBase = base;  
  •     }  
  •   
  •     /**
  •      * @return the base context as set by the constructor or setBaseContext 
  •      */  
  •     public Context getBaseContext() {  
  •         return mBase;  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public AssetManager getAssets() {  
  •         return mBase.getAssets();  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public Resources getResources() {  
  •         return mBase.getResources();  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public ContentResolver getContentResolver() {  
  •         return mBase.getContentResolver();  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public Looper getMainLooper() {  
  •         return mBase.getMainLooper();  
  •     }  
  •       
  •     @Override  
  •     public Context getApplicationContext() {  
  •         return mBase.getApplicationContext();  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public String getPackageName() {  
  •         return mBase.getPackageName();  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public void startActivity(Intent intent) {  
  •         mBase.startActivity(intent);  
  •     }  
  •       
  •     @Override  
  •     public void sendBroadcast(Intent intent) {  
  •         mBase.sendBroadcast(intent);  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public Intent registerReceiver(  
  •         BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter) {  
  •         return mBase.registerReceiver(receiver, filter);  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public void unregisterReceiver(BroadcastReceiver receiver) {  
  •         mBase.unregisterReceiver(receiver);  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public ComponentName startService(Intent service) {  
  •         return mBase.startService(service);  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public boolean stopService(Intent name) {  
  •         return mBase.stopService(name);  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,  
  •             int flags) {  
  •         return mBase.bindService(service, conn, flags);  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public void unbindService(ServiceConnection conn) {  
  •         mBase.unbindService(conn);  
  •     }  
  •   
  •     @Override  
  •     public Object getSystemService(String name) {  
  •         return mBase.getSystemService(name);  
  •     }  
  •   
  •     ......  
  • }  
  •   由于ContextWrapper中的方法还是非常多的,我就进行了一些筛选,只贴出来了部分方法。那么上面的这些方法相信大家都是非常熟悉的,getResources()、getPackageName()、getSystemService()等等都是我们经常要用到的方法。那么所有这些方法的实现又是什么样的呢?其实所有ContextWrapper中方法的实现都非常统一,就是调用了mBase对象中对应当前方法名的方法。

      那么,这个mBase对象又是什么呢?我们来看第16行的attachBaseContext()方法,这个方法中传入了一个base参数,并把这个参数赋值给了mBase对象。而attachBaseContext()方法其实是由系统来调用的,它会把ContextImpl对象作为参数传递到attachBaseContext()方法当中,从而赋值给mBase对象,之后ContextWrapper中的所有方法其实都是通过这种委托的机制交由ContextImpl去具体实现的,所以说ContextImpl是上下文功能的实现类是非常准确的。

      那么,另外再看一下我们刚刚打印的getBaseContext()方法,在第26行。这个方法只有一行代码,就是返回了mBase对象而已,而mBase对象其实就是ContextImpl对象,因此刚才的打印结果也得到了印证。

      使用Application的问题

      虽说Application的用法确实非常简单,但是我们平时的开发工作当中也着实存在着不少Application误用的场景,那么今天就来看一看有哪些比较容易犯错的地方是我们应该注意的。

      Application是Context的其中一种类型,那么是否就意味着,只要是Application的实例,就能随时使用Context的各种方法呢?我们来做个实验试一下就知道了:

     

  • public class MyApplication extends Application {  
  •       
  •     public MyApplication() {  
  •         String packageName = getPackageName();  
  •         Log.d("TAG""package name is " + packageName);  
  •     }  
  •       
  • }  
  •   这是一个非常简单的自定义Application,我们在MyApplication的构造方法当中获取了当前应用程序的包名,并打印出来。获取包名使用了getPackageName()方法,这个方法就是由Context提供的。那么上面的代码能正常运行吗?跑一下就知道了,你将会看到如下所示的结果:

     

    getPackageName()方法的使用
     

      应用程序一启动就立刻崩溃了,报的是一个空指针异常。看起来好像挺简单的一段代码,怎么就会成空指针了呢?但是如果你尝试把代码改成下面的写法,就会发现一切正常了:

     

  • public class MyApplication extends Application {  
  •       
  •     @Override  
  •     public void onCreate() {  
  •         super.onCreate();  
  •         String packageName = getPackageName();  
  •         Log.d("TAG""package name is " + packageName);  
  •     }  
  •       
  • }  
  •   运行结果如下所示:

     运行结果

      在构造方法中调用Context的方法就会崩溃,在onCreate()方法中调用Context的方法就一切正常,那么这两个方法之间到底发生了什么事情呢?我们重新回顾一下ContextWrapper类的源码,ContextWrapper中有一个attachBaseContext()方法,这个方法会将传入的一个Context参数赋值给mBase对象,之后mBase对象就有值了。而我们又知道,所有Context的方法都是调用这个mBase对象的同名方法,那么也就是说如果在mBase对象还没赋值的情况下就去调用Context中的任何一个方法时,就会出现空指针异常,上面的代码就是这种情况。Application中方法的执行顺序如下图所示:

    Application中方法的执行顺序
     

      Application中在onCreate()方法里去初始化各种全局的变量数据是一种比较推荐的做法,但是如果你想把初始化的时间点提前到极致,也可以去重写attachBaseContext()方法,如下所示:

     

  • public class MyApplication extends Application {  
  •       
  •     @Override  
  •     protected void attachBaseContext(Context base) {  
  •         // 在这里调用Context的方法会崩溃   
  •         super.attachBaseContext(base);  
  •         // 在这里可以正常调用Context的方法   
  •     }  
  •       
  • }  
  •   以上是我们平时在使用Application时需要注意的一个点,下面再来介绍另外一种非常普遍的Application误用情况。

      其实Android官方并不太推荐我们使用自定义的Application,基本上只有需要做一些全局初始化的时候可能才需要用到自定义Application,官方文档描述如下:

    Android官方并不太推荐我们使用自定义的Application
     

      但是,就我的观察而言,现在自定义Application的使用情况基本上可以达到100%了,也就是我们平时自己写测试demo的时候可能不会使用,正式的项目几乎全部都会使用自定义Application。可是使用归使用,有不少项目对自定义Application的用法并不到位,正如官方文档中所表述的一样,多数项目只是把自定义Application当成了一个通用工具类,而这个功能并不需要借助Application来实现,使用单例可能是一种更加标准的方式。

      不过,自定义Application也并没有什么副作用,它和单例模式二选一都可以实现同样的功能,但是我见过有一些项目,会把自定义Application和单例模式混合到一起使用,这就让人大跌眼镜了。一个非常典型的例子如下所示:

     

  • public class MyApplication extends Application {  
  •       
  •     private static MyApplication app;  
  •       
  •     public static MyApplication getInstance() {  
  •         if (app == null) {  
  •             app = new MyApplication();  
  •         }  
  •         return app;  
  •     }  
  •       
  • }  
  •   就像单例模式一样,这里提供了一个getInstance()方法,用于获取MyApplication的实例,有了这个实例之后,就可以调用MyApplication中的各种工具方法了。

      但是这种写法对吗?这种写法是大错特错!因为我们知道Application是属于系统组件,系统组件的实例是要由系统来去创建的,如果这里我们自己去new一个MyApplication的实例,它就只是一个普通的Java对象而已,而不具备任何Context的能力。有很多人向我反馈使用 LitePal 时发生了空指针错误其实都是由于这个原因,因为你提供给LitePal的只是一个普通的Java对象,它无法通过这个对象来进行Context操作。

      那么,如果真的想要提供一个获取MyApplication实例的方法,比较标准的写法又是什么样的呢?其实这里我们只需谨记一点,Application全局只有一个,它本身就已经是单例了,无需再用单例模式去为它做多重实例保护了,代码如下所示:

     

  • public class MyApplication extends Application {  
  •       
  •     private static MyApplication app;  
  •       
  •     public static MyApplication getInstance() {  
  •         return app;  
  •     }  
  •       
  •     @Override  
  •     public void onCreate() {  
  •         super.onCreate();  
  •         app = this;  
  •     }  
  •       
  • }  
  •   getInstance()方法可以照常提供,但是里面不要做任何逻辑判断,直接返回app对象就可以了,而app对象又是什么呢?在onCreate()方法中我们将app对象赋值成this,this就是当前Application的实例,那么app也就是当前Application的实例了。

      好了,关于Context的介绍就到这里吧,内容还是比较简单易懂的,希望大家通过这篇文章可以理解Context更多的细节,并且不要去犯使用Context时的一些低级错误。


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