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。