Android源代码装饰模式---ContextWrapper

假设说Android源代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源代码结构。本文基于的Android源代码是(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加入额外的职责，就加入功能来说，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(){
        // 加入相关的职责
        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，可是装饰器能够给相应的操作加入相关功能。

装饰器透明的实现就是跟被装饰对象的接口一致。不加入新的接口，可是如今很多其它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，甚至能够装饰装饰器对象（装饰器之间互相装饰），这样比子类化加入功能更加灵活。

假设用子类的方式。将会导致非常多的子类。

ContextWrapper

以下介绍一下Android源代码中装饰器的使用: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，详细的实现由Android系统完毕。它能訪问应用资源，而且能够启动Activity，Service。接收broadcast。

它是一个抽象类，里面包括了各种方法的声明，应该将它作为一个接口类来看待。

ContextWrapper

这是一个Context的包装器，里面包括了一个mBase，ContextWrapper就是包装了mBase。

而

ContextThemeWrapper, Activity, Application, Service, ReceiverRestrictedContext

ContextThemeWrapper这个是包括主题的装饰器，而Activity是它的子类。

Application, Service, ReceiverRestrictedContext都是ContextWrapper的子类。每个应用都会有一个Application。Android源代码中已经有的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，它包括了跟环境相关的各种操作：getResource(资源管理。包括了getAssets,layout, string,drawable等等)， getPackageManager(包管理器）， getContentResolver(用于获取内容模型，比方訪问ContentProvider)， startActivity(启动Activity)， ***Service(包括一系列Service相关操作，start,bind,unbind,stop)， registerBroadcast/unregisterBroadcast/sendBroadcast（Broadcast相关）

这里简介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。如今非常多Android资源动态载入是直接通过以下这样的方式实现的。

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());

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

事实上Android的资源框架大致就是例如以下过程：

- 依据layout。values，drawable等生成相应的ID。保存在R.id文件以下，而Android自带的资源在com.android.R.id里面。assets不会赋予id。

- Android用不同的资源文件夹后缀来适配不同的语言环境。屏幕大小。比方说drawable-en-w360。Android有一个相应的表，依照顺序匹配，对于drawable。本着不超过相应手机的參数的最大值来匹配。

Android在打包的时候会将依据这些參数建立一个索引。

- 打包到resources.arsc文件里

执行的时候应用读取过程

- 先去掉跟手机环境全然不匹配的资源文件夹，比方如今是中文环境，则去掉en文件夹

- assets由AssetsManager来訪问。其它相应的资源依据MMC表的顺序，依照索引表一个一个的维度来匹配，筛选。直到找到相应的资源。

假设没有找到则抛出异常。

上述过程假设想要详细了解可參见罗升阳的博客

getPackageManager

返回包管理器，包管理器能够管理安装在系统中的应用程序包相关的各种信息。

能够加入权限，能够查看相应包名的包信息，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同样。包就相应了应用程序。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来訪问。

Activity操作

Context包括了Activity的启动操作。Activity的启动过程简单来说就是经过以下几个步骤：

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測试框架，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也能够等待一个指定的Activity启动。也能够阻止一个Activity的启动。

　　通过这样的方式启动Activity主要就是为了监控Activity的启动活动。在測试中将会大实用处。启动完后，也能够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事实上就能够想到它是通过一种IPC机制来訪问的了，详细是ActivityManagerProxy通过Binder进行IPC。

由Binder机制来訪问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除了包括startService,stopService,bindService,unbindService。Service终于也是在ActivityManagerService中管理，可是Service不同的。在ActivityManagerService里面管理的是是ActiveServices。可是终于控制Service的流程还是会到达Handler中

BroadCastReceiver

Context中有sendBroadcast, registerReceiver, unregisterReceiver。相应的都会通过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，注冊的时候将Receiver保存起来。发送广播的时候，依据保存的IntentFilter来找到相应Receiver。另外BroadCastReceiver还有sticky,是注冊的时候假设符合已有的sticky广播，则立马发送给Receiver。

　

对于Activity，Service启动流程，能够去參考罗升阳的博客，他的博客是基于早期的Android版本号的，事实上非常多地方还是有非常多变化了。所以假设想了解最新的源代码，建议參考博客，自己去阅读源代码。

以下讨论一下Context这部分用装饰模式的优势

ContextWrapper装饰模式的优点

事实上看了Context的源代码结构。知道他是使用了装饰模式，可是为什么这个部分使用装饰模式呢？在这里装饰模式能够非常好地加入职责。比方遇到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，而且也为Android应用程序组件提供了应用环境。

与继承的方式加入功能比較

我们似乎能够考虑用继承去实现Context结构，可是假设用继承的方式给Context加入功能，则将Application, ThemeContext,Service等等直接集成自ContextImpl，假如我们须要一种新的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。如今用装饰模式，直接将ContextWrapper装饰的对象替换掉就能够了。

策略模式

我们的Context是须要不断在外面加入新的职责装饰的。而策略模式是将系统的内部替换掉，假如说我们须要的是多种Context的实现，则能够採用策略模式。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。

只是话说回来，装饰模式能够加入不同的实现，Android里面也有MockContext。但那是用来測试的，这个地方也能够看作是用了策略的思想。但正常执行的时候是主要是側重于不同的装饰。这事实上也是装饰的优点。

纵然伤心。也不要愁眉不展，由于你不知是谁会爱上你的笑容 –泰戈尔《飞鸟集》