Android全面解析之context机制（二）： 从源码角度分析context创建流程（上）

前言

这篇文章从源码角度分析context创建流程。

在上一篇Android全面解析之Context机制(一) :初识context一文中讲解了context的相关实现类。经过前面的讨论，读者对于context在心中有了一定的理解。但始终觉得少点什么：activity是什么时候被创建的，他的contextImpl是如何被赋值的？Application呢？为什么说ContextProvider的context是Application，Broadcast的context是Activity？contextImpl又是如何被创建的？解决这些疑惑，就必须阅读源码了。

Application

Application应用级别的context，是在应用被创建的时候被创建的，是第一个被创建的context，也是最后一个被销毁的context。因而追踪Application的创建需要从应用程序的启动流程看起。应用启动的源码流程如下（简化版）：

应用程序从ActivityThread的main方法开始执行，从全面认识Handler消息机制中我们知道main方法主要是开启线程的Looper以及handler，然后由AMS向主线程发送message控制应用的启动过程。因而我们可以把目标锁定在图中的最后一个方法：handleBindApplication，Application最有可能在这里被创建：

ActivityThread.class (api29)private void handleBindApplication(AppBindData data) {...// 创建LoadedApk对象data.info = getPackageInfoNoCheck(data.appInfo, data.compatInfo);...Application app;...try {// 创建Applicationapp = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);...}try {...// 回调Application的onCreate方法mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);}...
}

handleBindApplication的参数AppBindData是AMS给应用程序的启动信息，其中就包含了“权限凭证”——ApplicationInfo等。LoadedApk就是通过这些对象来创建获取对系统资源的访问权限，然后通过LoadApk来创建ContextImpl以及Application。

这里我们只关注和context创建有关的逻辑，前面启动程序的源码以及AMS如何处理，这里就不讲了，读者有兴趣可以读ContextProvider启动流程这篇文章，其中对ContextProvider的启动过程就有对上述源码进行追踪详解。

那么接下来我们继续关注Application是如何创建的：

LoadeApk.class(api29)
public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,Instrumentation instrumentation) {// 如果application已经存在则直接返回if (mApplication != null) {return mApplication;}...Application app = null;String appClass = mApplicationInfo.className;...try {java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();...// 创建ContextImplContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);// 利用类加载器加载我们在AndroidMenifest指定的Application类app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(cl, appClass, appContext);// 把Application的引用给comtextImpl，这样contextImpl也可以很方便地访问ApplicationappContext.setOuterContext(app);} ...mActivityThread.mAllApplications.add(app);// 把app设置为mApplication，当我们调用context.getApplicationContext就是获取这个对象mApplication = app;if (instrumentation != null) {try {// 回调Application的onCreate方法instrumentation.callApplicationOnCreate(app);} ...}...return app;
}

代码的逻辑也不复杂，首先判断LoadedApk对象中的mApplication是否存在，否则创建ContextImpl，再利用类加载器和contextImpl创建Application，最后把Application对象赋值给LoadedApk的mApplication，再回调Application的onCreate方法。我们先来看一下contextImpl是如何创建的：

ContextImpl.class(api29)
static ContextImpl createAppContext(ActivityThread mainThread, LoadedApk packageInfo,String opPackageName) {if (packageInfo == null) throw new IllegalArgumentException("packageInfo");ContextImpl context = new ContextImpl(null, mainThread, packageInfo, null, null, null, 0,null, opPackageName);context.setResources(packageInfo.getResources());return context;
}

这里直接new了一个ContextImpl，同时给ContextImpl赋值访问系统资源相关的“权限”对象——ActivityThread，LoadedApk等。让我们再回到Application的创建过程。我们可以猜测，在newApplication包含的逻辑肯定有：利用反射创建Application，再把contextImpl赋值给Application。原因是每个人自定义的Application类不同，需要利用反射来创建对象，其次Application中的mBase属性是对ContextImpl的引用。看源码：

Instrumentation.class(api29)
public Application newApplication(ClassLoader cl, String className, Context context)throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {Application app = getFactory(context.getPackageName()).instantiateApplication(cl, className);app.attach(context);return app;
}Application.class(api29)
final void attach(Context context) {attachBaseContext(context);mLoadedApk = ContextImpl.getImpl(context).mPackageInfo;
}ContextWrapper.class(api29)
Context mBase;    
protected void attachBaseContext(Context base) {if (mBase != null) {throw new IllegalStateException("Base context already set");}mBase = base;
}    

结果非常符合我们的猜测，先创建Application对象，再把ContextImpl通过Application的attach方法赋值给Application。然后Application的attach方法调用了ContextWrapper的attachBaseContext方法，因为Application也是继承自ContextWrapper。这样，就把ContextImpl赋值给Application的mBase属性了。

再回到前面的逻辑，创建了Application之后需要回调onCreate方法：

Instrumentation.class(api29)
public void callApplicationOnCreate(Application app) {app.onCreate();
}

简单粗暴，直接回调。到这里，Application的创建以及context的创建流程就走完了。但是需要注意的是，全局初始化需要在onCreate中进行，而不要在Application的构造器中执行。从代码中我们可以看到ContextImpl是在Application被创建之后再赋值的。

Activity

Activity的context也是在Activity创建的过程中被创建的，这个就涉及到Activity的启动流程，这里涉及到三个流程：应用程序请求AMS，AMS处理请求，应用程序响应Activity创建事务：

依然，我们专注于Activity的创建流程，其他的读者可阅读Activity启动流程这篇文章了解。和Application一样，Activity的创建时由AMS来控制的，AMS向应用程序进程发送消息来执行具体的启动逻辑。最后会执行到handleLaunchActivity这个方法：

ActivityThread.class(api29) public Activity handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, PendingTransactionActions pendingActions, Intent customIntent) { ... final Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent); ... return a; }

最终的就是中间这句代码，进入看源码：

ActivityThread.class(api29)
private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {...// 创建Activity的ContextImplContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);Activity activity = null;try {// 利用类加载创建activity实例java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);...}try {// 创建ApplicationApplication app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);...if (activity != null) {...// 把activity设置给context，这样context也可以访问到activity了appContext.setOuterContext(activity);// 调用activity的attach方法把contextImpl设置给activityactivity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback,r.assistToken);int theme = r.activityInfo.getThemeResource();if (theme != 0) {// 设置主题activity.setTheme(theme);}...// 回调onCreate方法if (r.isPersistable()) {mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);} else {mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);}...}...}...return activity;
}

代码的逻辑不是很复杂，首先创建Activity的ContextImpl，利用类加载创建activity实例，然后再通过LoadedApk创建Application，这个方法在前面我们讲过，如果Application已经创建会直接返回已经创建的对象。然后把activity设置给context，这样context也可以访问到activity了。这里要注意，前面讲到使用Activity的context会造成内存泄露，那么可不可以用Activity的contextImpl对象呢？答案是不可以，因为ContextImpl也会持有Activity的引用，需要特别注意一下。随后再调用activity的attach方法把contextImpl设置给activity。后面是设置主题和回调onCreate方法，我们就不深入了，主要看看attach方法：

Activity.class(api29)
final void attach(Context context,...) {attachBaseContext(context);...   
}

这里省略了大量的代码，只保留关键一句：attachBaseContext，是不是很熟悉？调用ContextWrapper的方法来给mBase属性赋值，和前面Application是一样的，就不再赘述。

Service

依然只关注关键代码流程，先看Service的启动流程图：

Service的创建过程也是受AMS的控制，同样我们看到创建Service的那一步，最终会调用到handleCreateService这个方法：

private void handleCreateService(CreateServiceData data) {...LoadedApk packageInfo = getPackageInfoNoCheck(data.info.applicationInfo, data.compatInfo);Service service = null;try {java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();service = packageInfo.getAppFactory().instantiateService(cl, data.info.name, data.intent);} ...try {...ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);context.setOuterContext(service);Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,ActivityManager.getService());service.onCreate();mServices.put(data.token, service);...} ...
}

Service的逻辑就相对简单了，同样创建service实例，再创建contextImpl，最后把contextImpl通过Service的attach方法赋值给mBase属性，最后回调Service的onCreate方法。过程和上面的很像，这里就不再深入讲了，感兴趣的读者可自行去阅读源码，也可以阅读Android中Service的启动与绑定过程详解（基于api29）这篇文章了解Service的详细内容。

小结

文章讲解了三大context实现类的启动流程，相信通过源码阅读对context有一个更加彻底的理解。四大组件还有广播以及内容提供器，限于篇幅就放在下一部分讲了。