Android面试收集录18 Android Context详解

Stella981
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Activity mActivity =new Activity()

作为Android开发者,不知道你有没有思考过这个问题,Activity可以new吗?Android的应用程序开发采用JAVA语言,Activity本质上也是一个对象,那上面的写法有什么问题呢?估计很多人说不清道不明。Android程序不像Java程序一样,随便创建一个类,写个main()方法就能运行,Android应用模型是基于组件的应用设计模式,组件的运行要有一个完整的Android工程环境,在这个环境下,Activity、Service等系统组件才能够正常工作,而这些组件并不能采用普通的Java对象创建方式,new一下就能创建实例了,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。

Context到底是什么?

Context的中文翻译为:语境; 上下文; 背景; 环境,在开发中我们经常说称之为“上下文”,那么这个“上下文”到底是指什么意思呢?在语文中,我们可以理解为语境,在程序中,我们可以理解为当前对象在程序中所处的一个环境,一个与系统交互的过程。比如微信聊天,此时的“环境”是指聊天的界面以及相关的数据请求与传输,Context在加载资源、启动Activity、获取系统服务、创建View等操作都要参与。

那Context到底是什么呢?一个Activity就是一个Context,一个Service也是一个Context。Android程序员把“场景”抽象为Context类,他们认为用户和操作系统的每一次交互都是一个场景,比如打电话、发短信,这些都是一个有界面的场景,还有一些没有界面的场景,比如后台运行的服务(Service)。一个应用程序可以认为是一个工作环境,用户在这个环境中会切换到不同的场景,这就像一个前台秘书,她可能需要接待客人,可能要打印文件,还可能要接听客户电话,而这些就称之为不同的场景,前台秘书可以称之为一个应用程序。

如何生动形象的理解Context?

上面的概念中采用了通俗的理解方式,将Context理解为“上下文”或者“场景”,如果你仍然觉得很抽象,不好理解。在这里我给出一个可能不是很恰当的比喻,希望有助于大家的理解:一个Android应用程序,可以理解为一部电影或者一部电视剧,Activity,Service,Broadcast Receiver,Content Provider这四大组件就好比是这部戏里的四个主角:胡歌,霍建华,诗诗,Baby。他们是由剧组(系统)一开始就定好了的,整部戏就是由这四位主演领衔担纲的,所以这四位主角并不是大街上随随便便拉个人(new 一个对象)都能演的。有了演员当然也得有摄像机拍摄啊,他们必须通过镜头(Context)才能将戏传递给观众,这也就正对应说四大组件(四位主角)必须工作在Context环境下(摄像机镜头)。那Button,TextView,LinearLayout这些控件呢,就好比是这部戏里的配角或者说群众演员,他们显然没有这么重用,随便一个路人甲路人乙都能演(可以new一个对象),但是他们也必须要面对镜头(工作在Context环境下),所以Button mButton=new Button(Context)是可以的。虽然不很恰当,但还是很容易理解的,希望有帮助。

源码中的Context

/**
 * 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 {
    /**
     * File creation mode: the default mode, where the created file can only
     * be accessed by the calling application (or all applications sharing the
     * same user ID).
     * @see #MODE_WORLD_READABLE
     * @see #MODE_WORLD_WRITEABLE
     */
    public static final int MODE_PRIVATE = 0x0000;

    public static final int MODE_WORLD_WRITEABLE = 0x0002;

    public static final int MODE_APPEND = 0x8000;

    public static final int MODE_MULTI_PROCESS = 0x0004;

    .
    .
    .
    }

源码中的注释是这么来解释Context的:Context提供了关于应用环境全局信息的接口。它是一个抽象类,它的执行被Android系统所提供。它允许获取以应用为特征的资源和类型,是一个统领一些资源(应用程序环境变量等)的上下文。就是说,它描述一个应用程序环境的信息(即上下文);是一个抽象类,Android提供了该抽象类的具体实现类;通过它我们可以获取应用程序的资源和类(包括应用级别操作,如启动Activity,发广播,接受Intent等)。既然上面Context是一个抽象类,那么肯定有他的实现类咯,我们在Context的源码中通过IDE可以查看到他的子类最终可以得到如下关系图:

Android面试收集录18 Android Context详解

Context类本身是一个纯abstract类,它有两个具体的实现子类:ContextImpl和ContextWrapper。其中ContextWrapper类,如其名所言,这只是一个包装而已,ContextWrapper构造函数中必须包含一个真正的Context引用,同时ContextWrapper中提供了attachBaseContext()用于给ContextWrapper对象中指定真正的Context对象,调用ContextWrapper的方法都会被转向其所包含的真正的Context对象。ContextThemeWrapper类,如其名所言,其内部包含了与主题(Theme)相关的接口,这里所说的主题就是指在AndroidManifest.xml中通过android:theme为Application元素或者Activity元素指定的主题。当然,只有Activity才需要主题,Service是不需要主题的,因为Service是没有界面的后台场景,所以Service直接继承于ContextWrapper,Application同理。而ContextImpl类则真正实现了Context中的所以函数,应用程序中所调用的各种Context类的方法,其实现均来自于该类。一句话总结:**Context的两个子类分工明确,其中ContextImpl是Context的具体实现类,ContextWrapper是Context的包装类。**Activity,Application,Service虽都继承自ContextWrapper(Activity继承自ContextWrapper的子类ContextThemeWrapper),但它们初始化的过程中都会创建ContextImpl对象,由ContextImpl实现Context中的方法。

一个应用程序有几个Context?

其实这个问题本身并没有什么意义,关键还是在于对Context的理解,从上面的关系图我们已经可以得出答案了,在应用程序中Context的具体实现子类就是:Activity,Service,Application。那么Context数量=Activity数量+Service数量+1。当然如果你足够细心,可能会有疑问:我们常说四大组件,这里怎么只有Activity,Service持有Context,那Broadcast Receiver,Content Provider呢?**Broadcast Receiver,Content Provider并不是Context的子类,他们所持有的Context都是其他地方传过去的,所以并不计入Context总数。**上面的关系图也从另外一个侧面告诉我们Context类在整个Android系统中的地位是多么的崇高,因为很显然Activity,Service,Application都是其子类,其地位和作用不言而喻。

Context能干什么?

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、操作数据库等等都需要用到Context。

TextView tv = new TextView(getContext());

ListAdapter adapter = new SimpleCursorAdapter(getApplicationContext(), ...);

AudioManager am = (AudioManager) getContext().getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);getApplicationContext().getSharedPreferences(name, mode);

getApplicationContext().getContentResolver().query(uri, ...);

getContext().getResources().getDisplayMetrics().widthPixels * 5 / 8;

getContext().startActivity(intent);

getContext().startService(intent);

getContext().sendBroadcast(intent);

Context作用域

虽然Context神通广大,但并不是随便拿到一个Context实例就可以为所欲为,它的使用还是有一些规则限制的。由于Context的具体实例是由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。

Android面试收集录18 Android Context详解

从上图我们可以发现Activity所持有的Context的作用域最广,无所不能。因为Activity继承自ContextThemeWrapper,而Application和Service继承自ContextWrapper,很显然ContextThemeWrapper在ContextWrapper的基础上又做了一些操作使得Activity变得更强大,这里我就不再贴源码给大家分析了,有兴趣的童鞋可以自己查查源码。上图中的YES和NO我也不再做过多的解释了,这里我说一下上图中Application和Service所不推荐的两种使用情况。

  1. 如果我们用ApplicationContext去启动一个LaunchMode为standard的Activity的时候会报错android.util.AndroidRuntimeException: Calling startActivity from outside of an Activity context requires the FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK flag. Is this really what you want?

    这是因为非Activity类型的Context并没有所谓的任务栈,所以待启动的Activity就找不到栈了。解决这个问题的方法就是为待启动的Activity指定FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK标记位,这样启动的时候就为它创建一个新的任务栈,而此时Activity是以singleTask模式启动的。所有这种用Application启动Activity的方式不推荐使用,Service同Application。

  2. 在Application和Service中去layout inflate也是合法的,但是会使用系统默认的主题样式,如果你自定义了某些样式可能不会被使用。所以这种方式也不推荐使用。

一句话总结:凡是跟UI相关的,都应该使用Activity做为Context来处理;其他的一些操作,Service,Activity,Application等实例都可以,当然了,注意Context引用的持有,防止内存泄漏。

如何获取Context?

通常我们想要获取Context对象,主要有以下四种方法

  1. View.getContext,返回当前View对象的Context对象,通常是当前正在展示的Activity对象。
  2. Activity.getApplicationContext,获取当前Activity所在的(应用)进程的Context对象,通常我们使用Context对象时,要优先考虑这个全局的进程Context。
  3. ContextWrapper.getBaseContext():用来获取一个ContextWrapper进行装饰之前的Context,可以使用这个方法,这个方法在实际开发中使用并不多,也不建议使用。
  4. Activity.this 返回当前的Activity实例,如果是UI控件需要使用Activity作为Context对象,但是默认的Toast实际上使用ApplicationContext也可以。

getApplication()和getApplicationContext()

上面说到获取当前Application对象用getApplicationContext,不知道你有没有联想到getApplication(),这两个方法有什么区别?相信这个问题会难倒不少开发者。

Android面试收集录18 Android Context详解

程序是不会骗人的,我们通过上面的代码,打印得出两者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Application本身的实例。那么问题来了,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。

public class MyReceiver extends BroadcastReceiver{
  @Override
  public void onReceive(Context context,Intent intent){
    Application myApp= (Application)context.getApplicationContext();
  }
}

这是一个非线程安全的单例模式,instance作为静态对象,其生命周期要长于普通的对象,其中也包含Activity,假如Activity A去getInstance获得instance对象,传入this,常驻内存的Singleton保存了你传入的Activity A对象,并一直持有,即使Activity被销毁掉,但因为它的引用还存在于一个Singleton中,就不可能被GC掉,这样就导致了内存泄漏。

View持有Activity引用

public class MainActivity extends Activity {
    private static Drawable mDrawable;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle saveInstanceState) {
        super.onCreate(saveInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        ImageView iv = new ImageView(this);
        mDrawable = getResources().getDrawable(R.drawable.ic_launcher);
        iv.setImageDrawable(mDrawable);
    }
}

有一个静态的Drawable对象,当ImageView设置这个Drawable时,ImageView保存了mDrawable的引用,而ImageView传入的this是MainActivity的mContext,因为被static修饰的mDrawable是常驻内存的,MainActivity是它的间接引用,MainActivity被销毁时,也不能被GC掉,所以造成内存泄漏。

正确使用Context

一般Context造成的内存泄漏,几乎都是当Context销毁的时候,却因为被引用导致销毁失败,而Application的Context对象可以理解为随着进程存在的,所以我们总结出使用Context的正确姿势:

  1. 当Application的Context能搞定的情况下,并且生命周期长的对象,优先使用Application的Context。
  2. 不要让生命周期长于Activity的对象持有到Activity的引用。
  3. 尽量不要在Activity中使用非静态内部类,因为非静态内部类会隐式持有外部类实例的引用,如果使用静态内部类,将外部实例引用作为弱引用持有。

参考文章

  https://github.com/LRH1993/android_interview/blob/master/android/basis/context.md

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