浅析Android的Context

Posted 2022-12-11 袁国正_yy

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Context是android App中用的非常多的一种概念，常被翻译成上下文，这种概念在其他的技术中也有所使用，无意间点了Context的源码，那么就来分析分析Context在Android中到底是什么东西？

先贴段代码

/**
 * 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 

通过注释可以看出，Android官方对它的解释，大概可以理解为应用程序环境中全局信息的接口，它整合了许多系统级的服务，可以用来获取应用中的类、资源，以及可以进行应用程序级的调起操作，比如启动Activity、Service等等，而且Context这个类是abstract的，不包含具体的函数实现。

那就意思是能干很多事，反正很牛逼的样子。。。

于是搜了一下Context的引用，多的不能再多了

结构分析

Context类中包含了两类内容：常量、抽象方法定义

由于Context本身是abstract的，所以它只负责定义需要的操作，具体的实现它并不关心，而直接继承于Context的ContextWrapper虽然并不是使用abstract修饰，但并没有做实际的实现，只是做了简单的包装，以便更好的呈现给Application、Service这样的类。我们所能看到的对Context做第一层实现的，应该是位于android.app包下的ContextImpl

于是先分析ContextImpl中的成员变量（包括静态的、final的、public的、private的）,以下源码中是ContextImpl的所有成员变量：

    // ContextImpl.java

    /**
     * Map from package name, to preference name, to cached preferences.
     */
    @GuardedBy("ContextImpl.class")
    private static ArrayMap<String, ArrayMap<File, SharedPreferencesImpl>> sSharedPrefsCache;

    /**
     * Map from preference name to generated path.
     */
    @GuardedBy("ContextImpl.class")
    private ArrayMap<String, File> mSharedPrefsPaths;

    final @NonNull ActivityThread mMainThread;
    final @NonNull LoadedApk mPackageInfo;
    private @Nullable ClassLoader mClassLoader;

    private final @Nullable IBinder mActivityToken;

    private final @Nullable UserHandle mUser;

    private final ApplicationContentResolver mContentResolver;

    private final String mBasePackageName;
    private final String mOpPackageName;

    private final @NonNull ResourcesManager mResourcesManager;
    private @NonNull Resources mResources;
    private @Nullable Display mDisplay; // may be null if default display

    private final int mFlags;

    private Context mOuterContext;
    private int mThemeResource = 0;
    private Resources.Theme mTheme = null;
    private PackageManager mPackageManager;
    private Context mReceiverRestrictedContext = null;

    // The name of the split this Context is representing. May be null.
    private @Nullable String mSplitName = null;

    private final Object mSync = new Object();

    @GuardedBy("mSync")
    private File mDatabasesDir;
    @GuardedBy("mSync")
    private File mPreferencesDir;
    @GuardedBy("mSync")
    private File mFilesDir;
    @GuardedBy("mSync")
    private File mNoBackupFilesDir;
    @GuardedBy("mSync")
    private File mCacheDir;
    @GuardedBy("mSync")
    private File mCodeCacheDir;

    // The system service cache for the system services that are cached per-ContextImpl.
    final Object[] mServiceCache = SystemServiceRegistry.createServiceCache();

根据其命名和类型，可以分析出基本的作用：

sSharedPrefsCache：用于管理SharedPreference的缓存信息

mSharedPrefsPaths：用于保存SharedPreference文件存储路径

mMainThread：用于操作Activity等组件的主线程

mPackageInfo：当前加载的APK的PackageInfo，包括包名、版本号等

mClassLoader：用于加载Dex类的类加载器，类似其他Java项目中的ClassLoader，Android中做插件化的时候会用到

mActivityToken：一个Binder，可以用于IPC通信

mUser：用于管理用户数据，配合ContentResovler来使用

mContentResolver：应用程序级的ContentResolver，用来在不同进程间进行数据交换

mBasePackageName：基本包名

mOpPackageName：好像又是个包名。。。

mResourcesManager：系统资源服务，可以用来获取图片、字符串等资源，用的很多

mResources：系统资源，如主题、颜色定义等

mDisplay：系统显示器/屏幕信息，比如获取分辨率、PPI

mFlags：标志位，用来区分Context的类别

mOuterContext：外部使用的Context

mThemeResource：主题资源Id

mTheme：APP使用的主题

mPackageManager：包管理器，可以用来获取安装的APP的相关信息

mReceiverRestrictedContext：应该是用于BroadcastReceiver的Context

mSplitName：推测也是用于区别Context的

mSync：用于设置同步功能，用来保证文件操作的线程安全

mDatabasesDir：用于存储数据库文件的目录路径

mPreferencesDir：用于存储SharedPreference文件的目录路径

mFilesDir：用于存储一般文件的目录路径

mNoBackupFilesDir：用于存储不用于自动备份文件的目录路径

mCacheDir：用于存储缓存文件的目录路径

mCodeCacheDir：用于存储代码缓存文件（主要用于加载Dex）的目录路径

其中，@GuardedBy注解用来处理多线程的保护问题，来指明在多线程环境中，该对象被哪个加了同步锁的对象来保护

在分析了以上成员变量的用途以后，ContextImpl基本职责也就明确了，剩下的成员方法和静态方法，都是围绕这些成员展开的操作，也就是一些我们熟悉的Context可以进行的操作，比如：startActivity、startService、getExternalCacheDir、getDatabasesDir、getMainLooper、getResources、getTheme、checkPermission等等

不过，除了这些成员方法，有几个静态方法比较重要：

createSystemContext、createSystemUiContext、createAppContext、createActivityContext

虽然没有看到直接对这几个方法的引用，但拿Activity的启动流程来举例，ActivityManagerService(AMS)使用zygote进程先启动一个ActivityThread，在进行attach的时候，会调用ContextImpl的静态方法，来创建所需要的Context，同样，其他组件Application、Service等类中的Context，也是一样的道理，所以，我们在App中使用的各类Context，其实归根结底是由ContextImpl创建出来的，可见ContextImpl的重要！

Context的内存泄露

众所周知，Android中的内存泄露，很多数情况都是Context造成的，根据上面对其结构和用途的分析，可以推测一下几点原因：

1. 涉及各种系统、APP资源，功能过于强大，导致使用的地方太多，在流程和引用关系上造成混乱，比如：异步的网络请求、View动画等，在流程上处理不当，导致无法释放

2. 杂乱无章的传值，让很多对象都Hold一份Context，开辟了过多无法回收的资源

3. Drawable对象、Bitmap对象回收不及时，甚至与View死死绑定

4. 单例的滥用，导致Context长期被引用无法释放

解决方案：

1. 没必要传值的时候，尽量使用Application的Context，这样保证Context即可以全局使用，又不会创建多份

2. 在与Activity等组件耦合的情况下，必须要使用Activity的Context的时候，考虑使用弱引用，避免循环持有Context

总结

总得来说，Context在Android中就是对一系列系统服务接口的封装，包括：内部资源、包、类加载、I/O操作、权限、主线程、IPC和组件启动等操作的管理。其结构比较简单，但方法很多，涉及的操作也很多，在使用时应当特别注意内存泄露和多线程问题，以免引发冲突或者严重的bug