Android Context完全解析，你所不知道的Context的各種細節
前幾篇文章，我也是費勁心思寫了一個ListView系列的三部曲，雖然在內容上可以說是絕對的精華，但是很多朋友都表示看不懂。好吧，這個系列不僅是把大家給難倒了，也確實是把我給難倒了，之前為了寫瀑布流ListView的Demo就寫了大半個月的時間。那麼本篇文章我們就講點輕鬆的東西，不去分析那麼複雜的原始碼了，而是來談一談大家都熟知的Context。
Context相信所有的Android開發人員基本上每天都在接觸，因為它太常見了。但是這並不代表Context沒有什麼東西好講的，實際上Context有太多小的細節並不被大家所關注，那麼今天我們就來學習一下那些你所不知道的細節。
Context型別
我們知道，Android應用都是使用Java語言來編寫的，那麼大家可以思考一下，一個Android程式和一個Java程式，他們最大的區別在哪裡？劃分界限又是什麼呢？其實簡單點分析，Android程式不像Java程式一樣，隨便建立一個類，寫個main()方法就能跑了，而是要有一個完整的Android工程環境，在這個環境下，我們有像Activity、Service、BroadcastReceiver等系統元件，而這些元件並不是像一個普通的Java物件new一下就能建立例項的了，而是要有它們各自的上下文環境，也就是我們這裡討論的Context。可以這樣講，Context是維持Android程式中各元件能夠正常工作的一個核心功能類。
下面我們來看一下Context的繼承結構：
Context的繼承結構還是稍微有點複雜的，可以看到，直系子類有兩個，一個是ContextWrapper，一個是ContextImpl。那麼從名字上就可以看出，ContextWrapper是上下文功能的封裝類，而ContextImpl則是上下文功能的實現類。而ContextWrapper又有三個直接的子類，ContextThemeWrapper、Service和Application。其中，ContextThemeWrapper是一個帶主題的封裝類，而它有一個直接子類就是Activity。
那麼在這裡我們至少看到了幾個所比較熟悉的面孔，Activity、Service、還有Application。由此，其實我們就已經可以得出結論了，Context一共有三種類型，分別是Application、Activity和Service。這三個類雖然分別各種承擔著不同的作用，但它們都屬於Context的一種，而它們具體Context的功能則是由ContextImpl類去實現的。
那麼Context到底可以實現哪些功能呢？這個就實在是太多了，彈出Toast、啟動Activity、啟動Service、傳送廣播、操作資料庫等等等等都需要用到Context。由於Context的具體能力是由ContextImpl類去實現的，因此在絕大多數場景下，Activity、Service和Application這三種類型的Context都是可以通用的。不過有幾種場景比較特殊，比如啟動Activity，還有彈出Dialog。出於安全原因的考慮，Android是不允許Activity或Dialog憑空出現的，一個Activity的啟動必須要建立在另一個Activity的基礎之上，也就是以此形成的返回棧。而Dialog則必須在一個Activity上面彈出（除非是System Alert型別的Dialog），因此在這種場景下，我們只能使用Activity型別的Context，否則將會出錯。
Context數量
那麼一個應用程式中到底有多少個Context呢？其實根據上面的Context型別我們就已經可以得出答案了。Context一共有Application、Activity和Service三種類型，因此一個應用程式中Context數量的計算公式就可以這樣寫：
Context數量 = Activity數量 + Service數量 + 1
上面的1代表著Application的數量，因為一個應用程式中可以有多個Activity和多個Service，但是隻能有一個Application。
Application Context的設計
基本上每一個應用程式都會有一個自己的Application，並讓它繼承自系統的Application類，然後在自己的Application類中去封裝一些通用的操作。其實這並不是Google所推薦的一種做法，因為這樣我們只是把Application當成了一個通用工具類來使用的，而實際上使用一個簡單的單例類也可以實現同樣的功能。但是根據我的觀察，有太多的專案都是這樣使用Application的。當然這種做法也並沒有什麼副作用，只是說明還是有不少人對於Application理解的還有些欠缺。那麼這裡我們先來對Application的設計進行分析，講一些大家所不知道的細節，然後再看一下平時使用Application的問題。
首先新建一個MyApplication並讓它繼承自Application，然後在AndroidManifest.xml檔案中對MyApplication進行指定，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>
指定完成後，當我們的程式啟動時Android系統就會建立一個MyApplication的例項，如果這裡不指定的話就會預設建立一個Application的例項。
前面提到過，現在很多的Application都是被當作通用工具類來使用的，那麼既然作為一個通用工具類，我們要怎樣才能獲取到它的例項呢？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，程式碼很簡單，只需要呼叫getApplication()方法就能拿到我們自定義的Application的例項了，列印結果如下所示：
那麼除了getApplication()方法，其實還有一個getApplicationContext()方法，這兩個方法看上去好像有點關聯，那麼它們的區別是什麼呢？我們將程式碼修改一下：
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);
}
}
同樣，我們把getApplicationContext()的結果列印了出來，現在重新執行程式碼，結果如下圖所示：
咦？好像打印出的結果是一樣的呀，連後面的記憶體地址都是相同的，看來它們是同一個物件。其實這個結果也很好理解，因為前面已經說過了，Application本身就是一個Context，所以這裡獲取getApplicationContext()得到的結果就是MyApplication本身的例項。
那麼有的朋友可能就會問了，既然這兩個方法得到的結果都是相同的，那麼Android為什麼要提供兩個功能重複的方法呢？實際上這兩個方法在作用域上有比較大的區別。getApplication()方法的語義性非常強，一看就知道是用來獲取Application例項的，但是這個方法只有在Activity和Service中才能呼叫的到。那麼也許在絕大多數情況下我們都是在Activity或者Service中使用Application的，但是如果在一些其它的場景，比如BroadcastReceiver中也想獲得Application的例項，這時就可以藉助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);
}
}
也就是說，getApplicationContext()方法的作用域會更廣一些，任何一個Context的例項，只要呼叫getApplicationContext()方法都可以拿到我們的Application物件。
那麼更加細心的朋友會發現，除了這兩個方法之外，其實還有一個getBaseContext()方法，這個baseContext又是什麼東西呢？我們還是通過列印的方式來驗證一下：
哦？這次得到的是不同的物件了，getBaseContext()方法得到的是一個ContextImpl物件。這個ContextImpl是不是感覺有點似曾相識？回去看一下Context的繼承結構圖吧，ContextImpl正是上下文功能的實現類。也就是說像Application、Activity這樣的類其實並不會去具體實現Context的功能，而僅僅是做了一層介面封裝而已，Context的具體功能都是由ContextImpl類去完成的。那麼這樣的設計到底是怎麼實現的呢？我們還是來看一下原始碼吧。因為Application、Activity、Service都是直接或間接繼承自ContextWrapper的，我們就直接看ContextWrapper的原始碼，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);
}
......
}
由於ContextWrapper中的方法還是非常多的，我就進行了一些篩選，只貼出來了部分方法。那麼上面的這些方法相信大家都是非常熟悉的，getResources()、getPackageName()、getSystemService()等等都是我們經常要用到的方法。那麼所有這些方法的實現又是什麼樣的呢？其實所有ContextWrapper中方法的實現都非常統一，就是呼叫了mBase物件中對應當前方法名的方法。
那麼這個mBase物件又是什麼呢？我們來看第16行的attachBaseContext()方法，這個方法中傳入了一個base引數，並把這個引數賦值給了mBase物件。而attachBaseContext()方法其實是由系統來呼叫的，它會把ContextImpl物件作為引數傳遞到attachBaseContext()方法當中，從而賦值給mBase物件，之後ContextWrapper中的所有方法其實都是通過這種委託的機制交由ContextImpl去具體實現的，所以說ContextImpl是上下文功能的實現類是非常準確的。
那麼另外再看一下我們剛剛列印的getBaseContext()方法，在第26行。這個方法只有一行程式碼，就是返回了mBase物件而已，而mBase物件其實就是ContextImpl物件，因此剛才的列印結果也得到了印證。
使用Application的問題
雖說Application的用法確實非常簡單，但是我們平時的開發工作當中也著實存在著不少Application誤用的場景，那麼今天就來看一看有哪些比較容易犯錯的地方是我們應該注意的。
Application是Context的其中一種型別，那麼是否就意味著，只要是Application的例項，就能隨時使用Context的各種方法呢？我們來做個實驗試一下就知道了：
public class MyApplication extends Application {
public MyApplication() {
String packageName = getPackageName();
Log.d("TAG", "package name is " + packageName);
}
}
這是一個非常簡單的自定義Application，我們在MyApplication的構造方法當中獲取了當前應用程式的包名，並打印出來。獲取包名使用了getPackageName()方法，這個方法就是由Context提供的。那麼上面的程式碼能正常執行嗎？跑一下就知道了，你將會看到如下所示的結果：
應用程式一啟動就立刻崩潰了，報的是一個空指標異常。看起來好像挺簡單的一段程式碼，怎麼就會成空指標了呢？但是如果你嘗試把程式碼改成下面的寫法，就會發現一切正常了：
public class MyApplication extends Application {
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
String packageName = getPackageName();
Log.d("TAG", "package name is " + packageName);
}
}
執行結果如下所示：
在構造方法中呼叫Context的方法就會崩潰，在onCreate()方法中呼叫Context的方法就一切正常，那麼這兩個方法之間到底發生了什麼事情呢？我們重新回顧一下ContextWrapper類的原始碼，ContextWrapper中有一個attachBaseContext()方法，這個方法會將傳入的一個Context引數賦值給mBase物件，之後mBase物件就有值了。而我們又知道，所有Context的方法都是呼叫這個mBase物件的同名方法，那麼也就是說如果在mBase物件還沒賦值的情況下就去呼叫Context中的任何一個方法時，就會出現空指標異常，上面的程式碼就是這種情況。Application中方法的執行順序如下圖所示：
Application中在onCreate()方法裡去初始化各種全域性的變數資料是一種比較推薦的做法，但是如果你想把初始化的時間點提前到極致，也可以去重寫attachBaseContext()方法，如下所示：
public class MyApplication extends Application {
@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
// 在這裡呼叫Context的方法會崩潰
super.attachBaseContext(base);
// 在這裡可以正常呼叫Context的方法
}
}
以上是我們平時在使用Application時需要注意的一個點，下面再來介紹另外一種非常普遍的Application誤用情況。
其實Android官方並不太推薦我們使用自定義的Application，基本上只有需要做一些全域性初始化的時候可能才需要用到自定義Application，官方文件描述如下：
但是就我的觀察而言，現在自定義Application的使用情況基本上可以達到100%了，也就是我們平時自己寫測試demo的時候可能不會使用，正式的專案幾乎全部都會使用自定義Application。可是使用歸使用，有不少專案對自定義Application的用法並不到位，正如官方文件中所表述的一樣，多數專案只是把自定義Application當成了一個通用工具類，而這個功能並不需要藉助Application來實現，使用單例可能是一種更加標準的方式。
不過自定義Application也並沒有什麼副作用，它和單例模式二選一都可以實現同樣的功能，但是我見過有一些專案，會把自定義Application和單例模式混合到一起使用，這就讓人大跌眼鏡了。一個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;
}
}
就像單例模式一樣，這裡提供了一個getInstance()方法，用於獲取MyApplication的例項，有了這個例項之後，就可以呼叫MyApplication中的各種工具方法了。
但是這種寫法對嗎？這種寫法是大錯特錯！因為我們知道Application是屬於系統元件，系統元件的例項是要由系統來去建立的，如果這裡我們自己去new一個MyApplication的例項，它就只是一個普通的Java物件而已，而不具備任何Context的能力。有很多人向我反饋使用 LitePal 時發生了空指標錯誤其實都是由於這個原因，因為你提供給LitePal的只是一個普通的Java物件，它無法通過這個物件來進行Context操作。
那麼如果真的想要提供一個獲取MyApplication例項的方法，比較標準的寫法又是什麼樣的呢？其實這裡我們只需謹記一點，Application全域性只有一個，它本身就已經是單例了，無需再用單例模式去為它做多重例項保護了，程式碼如下所示：
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，但是裡面不要做任何邏輯判斷，直接返回app物件就可以了，而app物件又是什麼呢？在onCreate()方法中我們將app物件賦值成this，this就是當前Application的例項，那麼app也就是當前Application的例項了。
好了，關於Context的介紹就到這裡吧，內容還是比較簡單易懂的，希望大家通過這篇文章可以理解Context更多的細節，並且不要去犯使用Context時的一些低階錯