Android源码装饰模式---ContextWrapper

Android源码装饰模式---ContextWrapper

如果说Android源码中哪个地方装饰模式应用的最明显的话，那肯定是非ContextWrapper莫属了，ContextWrapper是一个透明的经典的装饰模式。本文将通过装饰器模式分析Context源码结构。本文基于的Android源码是(android 5.0.0)。首先先介绍一下装饰模式。

装饰模式

意图

装饰模式动态地给对象添加额外的职责，就添加功能来说，它比子类的方式更加灵活。

UML图

简单代码

class Component{
    public void operate1(){
        //do operate1
        System.out.println("operate1");
    }
}

class ComponentDecorator extends Component{
    private Component mComponent;
    public ComponentDecorator(Component component){
        mComponent = component;
    }

    public void operate1(){
        // 添加相关的职责
        System.out.println("print before");
        mComponent.operate1();
    }
}

class ComponentChild{
    public void operate1(){
        //do operate1
        System.out.println("child operate1");
    }
}

public static void main(String [] args){
    ComponentChild component = new ComponentChild();
    ComponentDecorator decorator = new ComponnentDecorator(component);
    decorator.operate1();
}

上面的代码就简单实现了装饰模式，通过把被装饰的对象作为装饰器的成员变量，当调用装饰器的操作的时候，装饰器还是会调用被装饰对象的操作，但是装饰器可以给对应的操作添加相关功能。装饰器透明的实现就是跟被装饰对象的接口一致，不添加新的接口，但是现在更多的实现方式是半透明的。装饰模式与子类实现方式比，它能够装饰被装饰对象的各种子类，甚至可以装饰装饰器对象（装饰器之间互相装饰），这样比子类化添加功能更加灵活。如果用子类的方式，将会导致非常多的子类。

ContextWrapper

下面介绍一下Android源码中装饰器的使用:ContextWrapper（装饰器有个别名Wrapper）。先看UML图。

Context

Context是一个全局应用环境接口，具体的实现由Android系统完成。它能访问应用资源，并且能够启动Activity，Service，接收broadcast。

它是一个抽象类，里面包含了各种方法的声明，应该将它作为一个接口类来看待。

ContextWrapper

这是一个Context的包装器，里面包含了一个mBase，ContextWrapper就是包装了mBase。而

ContextThemeWrapper, Activity, Application, Service, ReceiverRestrictedContext

ContextThemeWrapper这个是包含主题的装饰器，而Activity是它的子类。Application, Service, ReceiverRestrictedContext都是ContextWrapper的子类。每一个应用都会有一个Application。Android源码中已经有的Application有EmailApplication,LauncherApplication, Browser等等。

ContextImpl

这个是真正实现Context的类，Context是为应用环境类，它包含了跟环境相关的各种操作：getResource(资源管理，包含了getAssets,layout, string,drawable等等)， getPackageManager(包管理器）， getContentResolver(用于获取内容模型，比如访问ContentProvider)， startActivity(启动Activity)， ***Service(包含一系列Service相关操作，start,bind,unbind,stop)， registerBroadcast/unregisterBroadcast/sendBroadcast（Broadcast相关）

这里简单介绍一下这几个关键方法的实现方式

getResource

这是获取资源的接口，得到Resource对象。ContextImpl里面有个mResource成员变量，android里面由mResource去读取资源。mResource由ResourceManager生成。现在很多Android资源动态加载是直接通过下面这种方式实现的。

AssetManager assets = AssetManager.class.newInstance();
try{
    Method method = AssetManager.class.getMethod("addAssetPath",String.class);
    method.invoke(assets,dexPath); //dexPath 表示动态dex包路径
}catch(Exception e){
    e.printStackTrace
}
r = new Resources(assets,getResources.getDisplayMetrics(),getResources.getConfiguration());

不过assets的addAssetPath是一个隐藏函数，需要通过反射去调用。

其实Android的资源框架大致就是如下过程：
- 根据layout，values，drawable等生成对应的ID，保存在R.id文件下面，而Android自带的资源在com.android.R.id里面。assets不会赋予id。
- Android用不同的资源目录后缀来适配不同的语言环境，屏幕大小，比如说drawable-en-w360。Android有一个对应的表，按照顺序匹配，对于drawable，本着不超过对应手机的参数的最大值来匹配。Android在打包的时候会将根据这些参数建立一个索引。
- 打包到resources.arsc文件中

运行的时候应用读取过程
- 先去掉跟手机环境完全不匹配的资源目录，比如现在是中文环境，则去掉en目录
- assets由AssetsManager来访问。其他对应的资源根据MMC表的顺序，按照索引表一个一个的维度来匹配，筛选，直到找到对应的资源。如果没有找到则抛出异常。

上述过程如果想要详细了解可参见罗升阳的博客

getPackageManager

返回包管理器，包管理器可以管理安装在系统中的应用程序包相关的各种信息。可以添加权限，可以查看对应包名的包信息，指定组件的组件信息，安装应用包等等。Android里面不同的应用程序报名绝对不同相同，包就对应了应用程序。所以从这里去理解PackageManager，他就是管理涉及到包管理（应用级相关的信息处理）的管理器。

getContentResolver

返回一个ContentResolver，ContentResolver是用于获取Content模型的，像ContentProvider就是通过ContentResolver来访问。

Activity操作

Context包含了Activity的启动操作，Activity的启动过程简单来说就是经过下面几个步骤：
1. mMainThread.instrumentation.execStartActivity
mMainThread是ActivityThread类型，它是管理着应用程序主线程的执行，像调度Activity,Broadcast等，instrumentation是一个Instrumentation类型，他是Android测试框架，在这里是为了监控Activity的活动,里面会有一个ActivityMonitor去监控被调用的Activity，用ActivityMonitor也可以等待一个指定的Activity启动。也可以阻止一个Activity的启动。
　　通过这种方式启动Activity主要就是为了监控Activity的启动活动，在测试中将会大有用处。启动完后，也可以检查启动后的返回组件信息。
2. 在execStartActivity的函数中，进行完监控后，就是通过ActivityManagerNative来启动指定的Activity。

int result = ActivityManagerNative.getDefault()
                .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                        token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                        requestCode, 0, null, options);

看到Native其实就可以想到它是通过一种IPC机制来访问的了，具体是ActivityManagerProxy通过Binder进行IPC。

由Binder机制来访问ActivityManagerService，ActivityManagerService是进行Activity,Service, Broadcast管理的核心服务。 由ActivityManagerService.startActivity 会经过mStackSupervisor 以及 ActivityStack 进行相关处理 然后经过ApplicationThread, 最后到主线程的Handler(H)启动Activity

Service

Service除了包含startService,stopService,bindService,unbindService。Service最终也是在ActivityManagerService中管理，但是Service不同的，在ActivityManagerService里面管理的是是ActiveServices。但是最终控制Service的流程还是会到达Handler中

BroadCastReceiver

Context中有sendBroadcast, registerReceiver, unregisterReceiver。对应的都会通过ActivityManagerNative调用ActivityManagerService的相关函数。broadcastIntent是处理sendBroadcast的,　ActivityManagerService中也有registerReceiver, unregisterReceiver。ActivityManagerService里面保存有一个Broadcast的ReceiverList，注册的时候将Receiver保存起来，发送广播的时候，根据保存的IntentFilter来找到对应Receiver，另外BroadCastReceiver还有sticky,是注册的时候如果符合已有的sticky广播，则立刻发送给Receiver。

　
对于Activity，Service启动流程，可以去参考罗升阳的博客，他的博客是基于早期的Android版本的，其实很多地方还是有很多变化了。所以如果想了解最新的源码，建议参考博客，自己去阅读源码。下面讨论一下Context这部分用装饰模式的优势

ContextWrapper装饰模式的好处

其实看了Context的源码结构，知道他是使用了装饰模式，但是为什么这个部分使用装饰模式呢？在这里装饰模式能够很好地添加职责，比如遇到Receiver的时候，ReceiverRestrictedContext就能够限制Receiver调用startService，让应用程序的Receiver不能够启动Service。通过实现装饰器，能够提供各种各样的装饰，并且也为Android应用程序组件提供了应用环境。

与继承的方式添加功能比较

我们似乎可以考虑用继承去实现Context结构，但是如果用继承的方式给Context添加功能，则将Application, ThemeContext,Service等等直接集成自ContextImpl，假如我们需要一种新的Context实现方式，则会变得非常麻烦，新的ContextImpl实现了后，Application又得去继承新的ContextImpl，一方面麻烦，另外一方面导致子类树集成非常庞大。现在用装饰模式，直接将ContextWrapper装饰的对象替换掉就可以了。

策略模式

我们的Context是需要不断在外面添加新的职责装饰的，而策略模式是将系统的内部替换掉，假如说我们需要的是多种Context的实现，则可以采用策略模式。Context是Android应用环境，在Android中，Android的应用环境是确定了的，它在对不同的应用程序，Android的应用环境是不会变化的。

不过话说回来，装饰模式可以添加不同的实现，Android里面也有MockContext，但那是用来测试的，这个地方也可以看作是用了策略的思想，但正常运行的时候是主要是侧重于不同的装饰。这其实也是装饰的好处。

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纵然伤心，也不要愁眉不展，因为你不知是谁会爱上你的笑容 –泰戈尔《飞鸟集》