哥白尼·罗斯福·马丁路德·李开复·嫁衣曾经说过
Where there is an Android App, there is an Application context.
没毛病，扎心了。App运行的时候，肯定是存在至少一个Application实例的。同时，Context我们再熟悉不过了，写代码的时候经常需要使用到Context实例，它一般是通过构造方法传递进来，通过方法的形式参数传递进来，或者是通过attach方法传递进我们需要用到的类。Context实在是太重要了，以至于我经常恨不得着藏着掖着，随身带着，这样需要用到的时候就能立刻掏出来用用。但是换个角度想想，既然App运行的时候，Application实例总是存在的，那么为何不设置一个全局可以访问的静态方法用于获取Context实例，这样以来就不需要上面那些繁琐的传递方式。
说到这里，有的人可能说想这不是我们经常干的好事吗，有必要说的这么玄乎？少侠莫急，请听吾辈徐徐道来。
获取Context实例的一般方式
这再简单不过了。
public static class Foo1 {
public Foo1(Context context) {
// 1. 在构造方法带入
}
}
public static class Foo2 {
public Foo2 attach(Context context) {
// 2. 通过attach方法带入
return this;
}
}
public static class Foo2 {
public void foo(Context context) {
// 3. 调用方法的时候，通过形参带入
}
}
这种方式应该是最常见的获取Context实例的方式了，优点就是严格按照代码规范来，不用担心兼容性问题；缺点就是API设计严重依赖于Context这个API，如果早期接口设计不严谨，后期代码重构的时候可能很要命。此外还有一个比较有趣的问题，我们经常使用Activity或者Application类的实例作为Context的实例使用，而前者本身又实现了别的接口，比如以下代码。
public static class FooActivity extends Activity implements FooA, FooB, FooC {
Foo mFoo;
public void onCreate(Bundle bundle) {
// 禁忌·四重存在！
mFoo.foo(this, this, this, this);
}
...
}
public static class Foo {
public void foo(Context context, FooA a, FooB b, FooC c) {
...
}
}这段代码是我许久前看过的代码，本身不是什么厉害的东西，不过这段代码段我至今印象深刻。设想，如果Foo的接口设计可以不用依赖Context，那么这里至少可以少一个this不是吗。
获取Context实例的二般方式
现在许多开发者喜欢设计一个全局可以访问的静态方法，这样以来在设计API的时候，就不需要依赖Context了，代码看起来像是这样的。
/*
* 全局获取Context实例的静态方法。
*/
public static class Foo {
private static sContext;
public static Context getContext() {
return sContext;
}
public static void setContext(Context context) {
sContext = context;
}
}这样在整个项目中，都可以通过Foo#getContext()获取Context实例了。不过目前看起来好像还有点小缺陷，就是使用前需要调用Foo#setContext(Context)方法进行注册（这里暂不讨论静态Context实例带来的问题，这不是本篇幅的关注点）。好吧，以我的聪明才智，很快就想到了优化方案。
/*
* 全局获取Context实例的静态方法（改进版）。
*/
public static class FooApplication extends Application {
private static sContext;
public FooApplication() {
sContext = this;
}
public static Context getContext() {
return sContext;
}
}不过这样又有带来了另一个问题，一般情况下，我们是把应用的入口程序类FooApplication放在App模块下的，这样一来，Library模块里面代码就访问不到FooApplication#getContext()了。当然把FooApplication下移到基础库里面也是一种办法，不过以我的聪明才智又立刻想到了个好点子。
/*
* 全局获取Context实例的静态方法（改进版之再改进）。
*/
public static class FooApplication extends BaseApplication {
...
}
/*
* 基础库里面
*/
public static class BaseApplication extends Application {
private static sContext;
public BaseApplication() {
sContext = this;
}
public static Context getContext() {
return sContext;
}
}这样以来，就不用把FooApplication下移到基础库里面，Library模块里面的代码也可以通过BaseApplication#getContext()访问到Context实例了。嗯，这看起来似乎是一种神奇的膜法，因吹斯听。然而，代码写完还没来得及提交，包工头打了个电话来和我说，由于项目接入了第三发SDK，需要把FooApplication继承SdkApplication。
…… 有没有什么办法能让FooApplication同时继承BaseApplication和SdkApplication啊？（场面一度很尴尬，这里省略一万字。）
以上谈到的，都是以前我们在获取Context实例的时候遇到的一些麻烦：
类API设计需要依赖Context（这是一种好习惯，我可没说这不好）；
持有静态的Context实例容易引发的内存泄露问题；
需要提注册Context实例（或者释放）；
污染程序的Application类；
那么，有没有一种方式，能够让我们在整个项目中可以全局访问到Context实例，不要提前注册，不会污染Application类，更加不会引发静态Context实例带来的内存泄露呢？
一种全局获取Context实例的方式
回到最开始的话，App运行的时候，肯定存在至少一个Application实例。如果我们能够在系统创建这个实例的时候，获取这个实例的应用，是不是就可以全局获取Context实例了（因为这个实例是运行时一直存在的，所以也就不用担心静态Context实例带来的问题）。那么问题来了，Application实例是什么时候创建的呢？首先先来看看我们经常用来获取Base Context实例的Application#attachBaseContext(Context)方法，它是继承自ContextWrapper#attachBaseContext(Context)的。
public class ContextWrapper extends Context {
protected void attachBaseContext(Context base) {
if (mBase != null) {
throw new IllegalStateException("Base context already set");
}
mBase = base;
}
}是谁调用了这个方法呢？可以很快定位到Application#attach(Context)。
public class Application extends ContextWrapper {
final void attach(Context context) {
attachBaseContext(context);
mLoadedApk = ContextImpl.getImpl(context).mPackageInfo;
}
}又是谁调用了Application#attach(Context)方法呢？一路下来可以直接定位到Instrumentation#newApplication(Class<?>, Context)方法里（这个方法名很好懂啊，一看就知道是干啥的）。
/**
* Base class for implementing application instrumentation code. When running
* with instrumentation turned on, this class will be instantiated for you
* before any of the application code, allowing you to monitor all of the
* interaction the system has with the application. An Instrumentation
* implementation is described to the system through an AndroidManifest.xml's
* <instrumentation>.
*/
public class Instrumentation {
static public Application newApplication(Class<?> clazz, Context context)
throws InstantiationException, IllegalAccessException,
ClassNotFoundException {
Application app = (Application)clazz.newInstance();
app.attach(context);
return app;
}
}看来是在这里创建了App的入口Application类实例的，是不是想办法获取到这个实例的应用就可以了？不，还别高兴太早。我们可以把Application实例当做Context实例使用，是因为它持有了一个Context实例（base），实际上Application实例都是通过代理调用这个base实例的接口完成相应的Context工作的。在上面的代码中，可以看到系统创建了Application实例app后，通过app.attach(context)把context实例设置给了app。直觉告诉我们，应该进一步关注这个context实例是怎么创建的，可以定位到LoadedApk#makeApplication(boolean, Instrumentation)代码段里。
/**
* Local state maintained about a currently loaded .apk.
* @hide
*/
public final class LoadedApk {
public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
Instrumentation instrumentation) {
if (mApplication != null) {
return mApplication;
}
Application app = null;
String appClass = mApplicationInfo.className;
if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {
appClass = "android.app.Application";
}
try {
java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
if (!mPackageName.equals("android")) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER,
"initializeJavaContextClassLoader");
initializeJavaContextClassLoader();
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
}
// Context 实例创建的地方，可以看出Context实例是一个ContextImpl。
ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
cl, appClass, appContext);
appContext.setOuterContext(app);
} catch (Exception e) {
}
...
return app;
}
}好了，到这里我们定位到了Application实例和Context实例创建的位置，不过距离我们的目标只成功了一半。因为如果我们要想办法获取这些实例，就得先知道这些实例被保存在什么地方。上面的代码一路逆向追踪过来，好像也没看见实例被保存给成员变量或者静态变量，所以暂时还得继续往上捋。很快就能捋到ActivityThread#performLaunchActivity(ActivityClientRecord, Intent)。
/**
* This manages the execution of the main thread in an
* application process, scheduling and executing activities,
* broadcasts, and other operations on it as the activity
* manager requests.
*/
public final class ActivityThread {
private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
...
ActivityInfo aInfo = r.activityInfo;
ComponentName component = r.intent.getComponent();
Activity activity = null;
try {
java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
activity = mInstrumentation.newActivity(
cl, component.getClassName(), r.intent);
StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass());
r.intent.setExtrasClassLoader(cl);
r.intent.prepareToEnterProcess();
if (r.state != null) {
r.state.setClassLoader(cl);
}
} catch (Exception e) {
if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {
throw new RuntimeException(
"Unable to instantiate activity " + component
+ ": " + e.toString(), e);
}
}
try {
// 创建Application实例。
Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
if (activity != null) {
...
}
r.paused = true;
mActivities.put(r.token, r);
} catch (Exception e) {
if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {
throw new RuntimeException(
"Unable to start activity " + component
+ ": " + e.toString(), e);
}
}
return activity;
}
}这里是我们启动Activity的时候，Activity实例创建的具体位置，以上代码段还可以看到喜闻乐见的”Unable to start activity”异常，你们猜猜这个异常是谁抛出来的？这里就不发散了，回到我们的问题来，以上代码段获取了一个Application实例，但是并没有保持住，看起来这里的Application实例就像是一个临时变量。没办法，再看看其他地方吧。接着找到ActivityThread#handleCreateService(CreateServiceData)，不过这里也一样，并没有把获取的Application实例保存起来，这样我们就没有办法获取到这个实例了。
public final class ActivityThread {
private void attach(boolean system) {
sCurrentActivityThread = this;
mSystemThread = system;
if (!system) {
...
} else {
// Don't set application object here -- if the system crashes,
// we can't display an alert, we just want to die die die.
android.ddm.DdmHandleAppName.setAppName("system_process",
UserHandle.myUserId());
try {
mInstrumentation = new Instrumentation();
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(
this, getSystemContext().mPackageInfo);
mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);
mInitialApplication.onCreate();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(
"Unable to instantiate Application():" + e.toString(), e);
}
}
...
}
public static ActivityThread systemMain() {
...
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(true);
return thread;
}
public static void main(String[] args) {
...
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
...
}
}我们可以看到，这里创建Application实例后，把实例保存在ActivityThread的成员变量mInitialApplication中。不过仔细一看，只有当system == true的时候（也就是系统应用）才会走这个逻辑，所以这里的代码也不是我们要找的。不过，这里给我们一个提示，如果能想办法获取到ActivityThread实例，或许就能直接拿到我们要的Application实例。此外，这里还把ActivityThread的实例赋值给一个静态变量sCurrentActivityThread，静态变量正是我们获取系统隐藏API实例的切入点，所以如果我们能确定ActivityThread的mInitialApplication正是我们要找的Application实例的话，那就大功告成了。继续查找到ActivityThread#handleBindApplication(AppBindData)，光从名字我们就能猜出这个方法是干什么的，直觉告诉我们离目标不远了~
public final class ActivityThread {
private void handleBindApplication(AppBindData data) {
...
try {
Application app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
mInitialApplication = app;
try {
mInstrumentation.onCreate(data.instrumentationArgs);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(
"Exception thrown in onCreate() of "
+ data.instrumentationName + ": " + e.toString(), e);
}
try {
mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);
} catch (Exception e) {
if (!mInstrumentation.onException(app, e)) {
throw new RuntimeException(
"Unable to create application " + app.getClass().getName()
+ ": " + e.toString(), e);
}
}
}
}
}我们看到这里同样把Application实例保存在ActivityThread的成员变量mInitialApplication中，紧接着我们看看谁是调用了handleBindApplication方法，很快就能定位到ActivityThread.H#handleMessage(Message)里面。
public final class ActivityThread {
public final void bindApplication(String processName, ApplicationInfo appInfo,
List<ProviderInfo> providers, ComponentName instrumentationName,
ProfilerInfo profilerInfo, Bundle instrumentationArgs,
IInstrumentationWatcher instrumentationWatcher,
IUiAutomationConnection instrumentationUiConnection, int debugMode,
boolean enableBinderTracking, boolean trackAllocation,
boolean isRestrictedBackupMode, boolean persistent, Configuration config,
CompatibilityInfo compatInfo, Map<String, IBinder> services, Bundle coreSettings) {
...
sendMessage(H.BIND_APPLICATION, data);
}
private class H extends Handler {
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
...
case BIND_APPLICATION:
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "bindApplication");
AppBindData data = (AppBindData)msg.obj;
handleBindApplication(data);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
break;
case EXIT_APPLICATION:
if (mInitialApplication != null) {
mInitialApplication.onTerminate();
}
Looper.myLooper().quit();
break;
...
}
}
}
}Bingo！至此一切都清晰了，ActivityThread#mInitialApplication确实就是我们需要找的Application实例。整个流程捋顺下来，系统创建Base Context实例、Application实例，以及把Base Context实例attach到Application内部的流程大致可以归纳为以下调用顺序。
ActivityThread#bindApplication (异步) –> ActivityThread#handleBindApplication –> LoadedApk#makeApplication –> Instrumentation#newApplication –> Application#attach –> ContextWrapper#attachBaseContext
源码撸完了，再回到我们一开始的需求来。现在我们要获取ActivityThread的静态成员变量sCurrentActivityThread。阅读源码后我们发现可以通过ActivityThread#currentActivityThread()这个静态方法来获取这个静态对象，然后通过ActivityThread#getApplication()方法就可能直接获取我们需要的Application实例了。啊，这用反射搞起来简直再简单不过了！说搞就搞。
public class Applications {
@NonNull
public static Application context() {
return CURRENT;
}
@SuppressLint("StaticFieldLeak")
private static final Application CURRENT;
static {
try {
Object activityThread = getActivityThread();
Object app = activityThread.getClass().getMethod("getApplication").invoke(activityThread);
CURRENT = (Application) app;
} catch (Throwable e) {
throw new IllegalStateException("Can not access Application context by magic code, boom!", e);
}
}
private static Object getActivityThread() {
Object activityThread = null;
try {
Method method = Class.forName("android.app.ActivityThread").getMethod("currentActivityThread");
method.setAccessible(true);
activityThread = method.invoke(null);
} catch (final Exception e) {
Log.w(TAG, e);
}
return activityThread;
}
}
// 测试代码
@RunWith(AndroidJUnit4.class)
public class ApplicationTest {
public static final String TAG = "ApplicationTest";
@Test
public void testGetGlobalContext() {
Application context = Applications.context();
Assert.assertNotNull(context);
Log.i(TAG, String.valueOf(context));
// MyApplication是项目的自定义Application类
Assert.assertTrue(context instanceof MyApplication);
}
}这样以来， 无论在项目的什么地方，无论是在App模块还是Library模块，都可以通过Applications#context()获取Context实例，而且不需要做任何初始化工作，也不用担心静态Context实例带来的问题，测试代码跑起来没问题，接入项目后也没有发现什么异常，我们简直要上天了。不对，哪里不对。不科学，一般来说不可能这么顺利的，这一定是错觉。果然项目上线没多久后立刻原地爆炸了，在一些机型上，通过Applications#context()获取到的Context恒为null。
(╯>д<)╯⁽˙³˙⁾ 对嘛，这才科学嘛。
通过测试发现，在4.1.1系统的机型上，会稳定出现获取结果为null的现象，看来是系统源码的实现上有一些出入导致，总之先看看源码吧。
public final class ActivityThread {
public static ActivityThread currentActivityThread() {
return sThreadLocal.get();
}
private void attach(boolean system) {
sThreadLocal.set(this);
...
}
}原来是这么一个幺蛾子，在4.1.1系统上，ActivityThread是使用一个ThreadLocal实例来存放静态ActivityThread实例的。至于ThreadLocal是干什么用的这里暂不展开，简单说来，就是系统只有在UI线程使用sThreadLocal来保存静态ActivityThread实例，所以我们只能在UI线程通过sThreadLocal获取到这个保存的实例，在Worker线程sThreadLocal会直接返回空。
这样以来解决方案也很明朗，只需要在事先现在UI线程触发一次Applications#context()调用保存Application实例即可。不过项目的代码一直在变化，我们很难保证不会有谁不小心触发了一次优先的Worker线程的调用，那就GG了，所以最好在Applications#context()方法里处理，我们只需要确保能在Worker线程获得ActivityThread实例就Okay了。不过一时半会我想不出切确的办法，也找不到适合的切入点，只做了下简单的处理：如果是优先在Worker线程调用，就先使用UI线程的Handler提交一个任务去获取Context实例，Worker线程等待UI线程获取完Context实例，再接着返回这个实例。
最终完成的代码可以参考 Applications。
（补充 2017-04-13）
在这里需要特别强调的时候，通过这样的方法获取Context实例，只要在Application#attachBaseContext(Context)执行之后才能获取到对象，在之前或者之内获取到的对象都是null，具体原因可以参考上面调用流程中的ActivityThread#handleBindApplication。所以，膜法什么的，还是少用为妙吧。
