Android | 一个进程有多少个 Context 对象(答对的不多)

前言

  • “一个进程有多少 Context 对象?” 这是一个比较初级的问题。但是,从这个问题却可以看出面试者对Android源码是否具备最基本的认识;
  • 如果你试图直接从网上寻找答案,而不是自己阅读源码,很可能你会给出这样的答案:Context对象个数 = Service对象个数 + Activity对象个数 + 1, 因为网上 99% 的文章 / 面经就是这么讲的。但是,你觉得他们说得对吗?

目录

1. Context 继承关系

Context是一个抽象类,具体的实现类有ApplicationActivityServiceContextImpl。为方便区分,通常也称为ApplicationConextActivityContextServiceContext,具体 UML 类图如下:

可以看到,除了我们熟悉的ApplicationActivityService,继承关系上还有ContextWrapperContextThemeWrapper,它们的作用 & 职责如下:

  • ContextWrapper
    • 定义:Context包装类

    • 作用:持有基础对象的引用(mBase),并且实现了Context接口,将所有方法调用请求转发给基础对象

// ContextWrapper.java

Context mBase;

public ContextWrapper(Context base) {
    mBase = base;
}
    
// 【分析点1:绑定基础对象(见todo)】
protected void attachBaseContext(Context base) {
    if (mBase != null) {
        throw new IllegalStateException("Base context already set");
    }
    mBase = base;
}

@Override
public void startActivity(Intent intent) {
    // 转发给 mBase
    mBase.startActivity(intent);
}
  • ContextThemeWrapper
    • 定义:Context包装类
      【todo】

2. Application 对象

我们都知道,在启动四大组件(Activity、Service、ContentProvider, BroadcastReceiver)时,如果对应的进程未启动,就需要先创建进程,相应地也会创建一个Application对象。若还不了解,请务必阅读:《Android | 带你理解 Application 的创建过程》。简单来说:

  • system_server进程,通过AMS#getProcessRecordLocked(...)获取进程信息(ProcessRecord)
  • 若不存在,则调用AMS#startProcessLocked(...)创建进程
  • Zygote孵化目标进程之后,在目标进程反射执行ActivityThread#main(),并最终在ActivityThread#handleBindApplication(...)中创建Application对象
// ActivityThread.java

Application mInitialApplication;
final ArrayList<Application> mAllApplications = new ArrayList<Application>();

private void handleBindApplication(AppBindData data) {
    // ...
    Application app;
    // data.info 为 LoadedApk.java
    app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
    // ...
    mInitialApplication = app;
    // ...
}

// LoadedApk.java

private Application mApplication;

public Application makeApplication(...) {
    // 创建基础对象 ContextImpl
    ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
    // 反射调用创建 Application 对象
    app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(cl, appClass, appContext);
    // ContextImpl 也持有包装类 Application
    appContext.setOuterContext(app);
    // 保存创建的 Application 对象
    mActivityThread.mAllApplications.add(app);
    mApplication = app;
}

// Instrumentation.java

public Application newApplication(ClassLoader cl, String className, Context context) {
    // 反射调用创建 Application 对象
    Application app = getFactory(context.getPackageName()).instantiateApplication(cl, className);
    app.attach(context);
    return app;
}

// Application.java
final void attach(Context context) {
    // 设置包装类 Application 的基础对象
    attachBaseContext(context);
    mLoadedApk = ContextImpl.getImpl(context).mPackageInfo;
}

总结要点如下:

  • 一个Application对象相当于存在两个Context对象(代理对象与基础对象)
  • Application对象与ContextImpl对象相互引用

3. Activity 对象

这一节我们来看Activity对象的创建过程,若还不了解,请务必阅读:《Android | 带你理解 startActivity() 的执行过程》,简单来说:

  • 创建Application对象之后,最后在ActivityThread#handleLaunchActivity(...)中创建Activity对象
// ActivityThread.java

public Activity handleLaunchActivity(...) {
    // ...
    final Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
    // ...
}

private Activity performLaunchActivity(...) {
    // ...
    // 创建基础对象 ContextImpl
    ContextImpl appContext = ContextImpl.createActivityContext(...);
    // 反射调用创建 Activity 对象
    Activity activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);
    // 相互引用
    appContext.setOuterContext(activity);
    activity.attach(appContext,...)
    // ...
}

总结要点如下:

  • 一个Activity对象相当于存在两个Context对象(代理对象与基础对象)
  • Activity对象与ContextImpl对象相互引用

4. Service 对象

这一节我们来看Service对象的创建过程,若还不了解,请务必阅读:《Android | 带你理解 startService() 的执行过程》《Android | 带你理解 bindService() 的执行过程》,简单来说:

  • 创建Application对象之后,startService(...)最后在ActivityThread#handleCreateService(...)中创建Service对象

  • 创建Application对象之后,bindService(...)最后在ActivityThread#handleCreateService(...)中创建Service对象,在ActivityThread#handleBindService(...)中绑定Service(注意:两个方法都在远程进程执行)

// ActivityThread.java

private void handleCreateService(...) {
    // ...
    // 反射调用创建 Serivce 对象
    Serivce service = packageInfo.getAppFactory().instantiateService(cl, data.info.name, data.intent);
    // 创建基础对象 ContextImpl
    ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
    // 相互引用
    context.setOuterContext(service);
    service.attach(...);
}

总结要点如下:

  • 一个Serivce对象相当于存在两个Context对象(代理对象与基础对象)
  • Serivce对象与ContextImpl对象相互引用

5. 问题回归

到这里,我们回归开头提出的问题,结论是:Context个数 = Service个数 + Activity个数 + Application个数 + ContextImpl个数

考虑到Application等与ContextImpl间的代理关系,也可以写为:Context 个数 = 2 x(Service 个数 + Activity 个数 + Application 个数) + 其他 ContextImpl 个数

可能有的小伙伴会问,“这个问题没有实际价值啊,不知道答案照样可以正常开发”。是的,如果仅仅满足于对Context的字典式认知,那么这个问题确实不会发挥太大的价值。
更重要的是以这个问题为线索,去理解四大组件的启动流程 & 原理,甚至去发掘更多问题,例如:

5.1 既然 Android 的另外两大组件 ContentProvider & BroadcastReceiver 不是 Context 的实现类,那么它们是怎么拿到 Context 对象的引用呢?

请务必阅读:《Android | 带你理解 Broadcast 广播机制》 & 《Android | 带你理解 ContentProvider 机制》

5.2 ApplicationContext、ActivityContext 与 ServiceContext有什么区别?

请务必阅读:《Android | 彻底拆解 Context 的功能模块》

5.3 View & Fragment & Window 的getContext()是ActivityContext吗?

这里有的小伙伴可能就会说“当然是啦”,真的是这样吗?如果这个View是一个悬浮窗呢?请务必阅读文章:
《Android | View & Fragment & Window 的getContext() 真的是Activity吗?》

5.4 第三方库如何获得Context对象?

请务必阅读:《Android | 使用 ContentProvider 无侵入获取 Context》

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参考资料

《理解Android Context》 —— Gityuan 著


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