Android中资源管理机制详细分析

转载 ：http://blog.csdn.net/yuanzeyao/article/details/42386549

前言

在Android中，所有的资源都在res目录下存放，包括drawable，layout，strings,anim等等，当我们向工程中加入任何一个资源时，会在R类中相应会为该 资源分配一个id，我们在应用中就是通过这个id来访问资源的，相信做过Andorid开发的朋友对于这些肯定不会陌生，所以这个也不是我今天想要说的，我今天想和大家一起学习的是Android是如何管理资源的，在Android系统中，资源大部分都是通过xml文件定义的(drawable是图片)，如layout，string，anim都是xml文件，而对于layout，anim和strings等xml文件仅仅是解析xml文件，读取指定的值而已，但是对于layout文件中控件的解析就比较复杂了，例如对于一个Button，需要解析它所有的属性值，这个是如何实现的呢。

这里我们首先要考虑一个问题，就是一个控件有哪些属性是如何定义的？比如TextView具有哪些属性？为什么我设置TextView的样式只能用style而不能用android:theme?这些信息都是在哪里定义的，想要弄清楚这个问题，就必须从源码工程招答案，我使用的是android4.1工程，如果你使用的是其他版本的，那么可能用些出入。

先看三个文件

1、d:\android4.1\frameworks\base\core\res\res\values\attrs.xml

看到attrs.xml文件，不知道你有没有想起什么？当我们在自定义控件的时候，是不是会创建一个attrs.xml文件？使用attrs.xml文件的目的其实就是给我们自定义的控件添加属性，打开这个目录后，你会看到定义了一个叫”Theme”的styleable，如下(我只截取部分)

[html] view plain copy print?

<declare-styleable name="Theme">
<!-- ============== -->
<!-- Generic styles -->
<!-- ============== -->
<eat-comment />

<!-- Default color of foreground imagery. -->
<attr name="colorForeground" format="color" />
<!-- Default color of foreground imagery on an inverted background. -->
<attr name="colorForegroundInverse" format="color" />
<!-- Color that matches (as closely as possible) the window background. -->
<attr name="colorBackground" format="color" />

在这个文件中，定义了Android中大部分可以使用的属性，这里我说的是“定义”而不是“声明”,同名在语法上面最大的区别就是定义要有format属性，而声明没有format属性。

2、d:\android4.1\frameworks\base\core\res\res\values\attrs_manifest.xml

这个文件的名字和上面的文件的名字很像，就是多了一个manifest，故名思议就是定义了AndroidManifest.xml文件中的属性，这里面有一个很重要的一句话

[html] view plain copy print?

<attr name="theme" format="reference" />

定义了一个theme属性，这个就是我们平时在Activity上面使用的theme属性

3、d:\android4.1\frameworks\base\core\res\res\values\themes.xml

这个文件开始定义了一个叫做”Theme” 的sytle，如下(截图部分)

<style name="Theme">

<item name="colorForeground">@android:color/bright_foreground_dark</item>
<item name="colorForegroundInverse">@android:color/bright_foreground_dark_inverse</item>
<item name="colorBackground">@android:color/background_dark</item>
<item name="colorBackgroundCacheHint">?android:attr/colorBackground</item>

这个就是我们平时在Application或者Activity中使用的Theme，从这里可以看出，Theme也是一种style,那为什么style只能永远View/ViewGorup，而Theme只能用于Activity或者Application呢？先记住此问题，我们后续会为你解答

我们再来整合这三个文件的内容吧，首先在attrs.xml文件中，定义了Android中大部分的属性，也就是说以后所有View/Activity中大部分的属性就是在这里定义的，然后在attrs_manifest.xml中定义了一个叫做theme的属性，它的值就是再themes文件中定义的Theme或者继承自“Theme”的style。

有了上面的知识后，我们再来分析上面说过的两个问题：

1、TextView控件（其他控件也一样）的属性在哪里定义的。

2、既然Theme也是style，那为什么View只能用style，Activity只能使用theme？

所有View的属性定义都是在attrs.xml文件中的，所以我们到attrs.xml文件中寻找TextView的styleable吧

[html] view plain copy print?

<declare-styleable name="TextView">
<!-- Determines the minimum type that getText() will return.
The default is "normal".
Note that EditText and LogTextBox always return Editable,
even if you specify something less powerful here. -->
<attr name="bufferType">
<!-- Can return any CharSequence, possibly a
Spanned one if the source text was Spanned. -->
<enum name="normal" value="0" />
<!-- Can only return Spannable. -->
<enum name="spannable" value="1" />
<!-- Can only return Spannable and Editable. -->
<enum name="editable" value="2" />
</attr>
<!-- Text to display. -->
<attr name="text" format="string" localization="suggested" />
<!-- Hint text to display when the text is empty. -->
<attr name="hint" format="string" />
<!-- Text color. -->
<attr name="textColor" />

上面的属性我只截取了部分，请注意，这里所有的属性都是进行“声明”，你去搜索这个styleable，会发现在TextView的styleable中不会找到theme这个属性的声明，所以你给任何一个view设置theme属性是没有效果的。请看下面一段代码就知道为什么了。

定义一个attrs.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
<declare-styleable name="MyTextView">
<attr name="orientation">
<enum name="horizontal" value="0" />
<enum name="vertical" value="1" />
</attr>
</declare-styleable>
</resources>

定义一个MyTextView

public class MyTextView extends TextView {
private static final String TAG = "MyTextView";
public MyTextView(Context context)
{
super(context);
}
public MyTextView(Context context, AttributeSet attrs)
{
super(context, attrs);
//利用TypeArray读取自定义的属性
TypedArray ta=context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.MyTextView);
String value=ta.getString(R.styleable.MyTextView_orientation);
Log.d("yzy", "value1--->"+value);
ta.recycle();
}
}

在attrs.xml我为MyTextView定义了一个orientation属性，然后再MyTextView的构造函数中去读取这个属性，这里就涉及到TypeArray这个类，我们发现得到TypeArray需要传入R.style.MyTextView这个值，这个就是系统为我们访问MyTextView这个styleable提供的一个id，当我们需要拿到orientation这个属性的值时，我们通过R.style.MyTextView_orientation拿到，由于MyTextView中没有定义或者声明theme属性，所以我们找不到R.styleable.MyTextView_theme这个id，所以导致我们无法解析它的theme属性。同样回到TextView这个styleable来，由于TextView的styleable中没有定义theme属性，所以theme对于TextView是没有用的。所以即使你在TextView里面加入theme属性，即使编译器不会给你报错，这个theme也是被忽略了的。

我们再来看看Activity的属性是如何定义的，由于Activity是在AndroidManigest.xml文件中定义的，所以我们到attrs_manifest.xml中查找。

<declare-styleable name="AndroidManifestActivity" parent="AndroidManifestApplication">
<!-- Required name of the class implementing the activity, deriving from
{@link android.app.Activity}.  This is a fully
qualified class name (for example, com.mycompany.myapp.MyActivity); as a
short-hand if the first character of the class
is a period then it is appended to your package name. -->
<attr name="name" />
<attr name="theme" />
<attr name="label" />
<attr name="description" />
<attr name="icon" />
<attr name="logo" />
<attr name="launchMode" />
<attr name="screenOrientation" />
<attr name="configChanges" />
<attr name="permission" />
<attr name="multiprocess" />
<attr name="process" />
<attr name="taskAffinity" />
<attr name="allowTaskReparenting" />
<attr name="finishOnTaskLaunch" />
<attr name="finishOnCloseSystemDialogs" />
<attr name="clearTaskOnLaunch" />
<attr name="noHistory" />
<attr name="alwaysRetainTaskState" />
<attr name="stateNotNeeded" />
<attr name="excludeFromRecents" />
<!-- Specify whether the activity is enabled or not (that is, can be instantiated by the system).
It can also be specified for an application as a whole, in which case a value of "false"
will override any component specific values (a value of "true" will not override the
component specific values). -->
<attr name="enabled" />
<attr name="exported" />
<!-- Specify the default soft-input mode for the main window of
this activity.  A value besides "unspecified" here overrides
any value in the theme. -->
<attr name="windowSoftInputMode" />
<attr name="immersive" />
<attr name="hardwareAccelerated" />
<attr name="uiOptions" />
<attr name="parentActivityName" />
</declare-styleable>

很明显，Activity对于的styleable中是声明了theme的，所以它可以解析theme属性。

上面两个问题都已经解答完了，下面来讨论另一个话题，就是Resources的获取过程。

在我的另外一篇文章曾经讨论过这个话题更深层次理解Context 这里我们再来学习一下Resources的获取过程。

在Android系统中，获取Resources主要有两种方法，通过Context获取和PackageManager获取

首先，我们看看我们通过Context获取，下面这张图是Context相关类的类图



从图中可以看出，Context有两个子类，一个是ContextWrapper，另一个是ContextImpl，而ContextWrapper依赖于ContextImpl。结合源码，我们会发现，Context是一个抽象类，它的真正实现类就是ContextImpl，而ContextWrapper就像他的名字一样，仅仅是对Context的一层包装，它的功能都是通过调用属性mBase完成，该mBase实质就是指向一个ContextImpl类型的变量。我们获取Resources时就是调用Context的getResources方法，那么我们直接看看ContextImpl的getResources方法吧

@Override
public Resources getResources() {
return mResources;
}

我们发现这个方法很简单，就是返回mResources属性，那么这个属性是在哪里 赋值的呢，通过寻找发现，其实就是在创建ContextImpl，通过调用Init进行赋值的(具体逻辑参照《更深层次理解Context》).这里我先给出getResource方法的时序图，然后跟踪源码。

先从init方法开始吧

final void init(LoadedApk packageInfo,
IBinder activityToken, ActivityThread mainThread,
Resources container, String basePackageName) {
mPackageInfo = packageInfo;
mBasePackageName = basePackageName != null ? basePackageName : packageInfo.mPackageName;
mResources = mPackageInfo.getResources(mainThread);

if (mResources != null && container != null
&& container.getCompatibilityInfo().applicationScale !=
mResources.getCompatibilityInfo().applicationScale) {
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "loaded context has different scaling. Using container's" +
" compatiblity info:" + container.getDisplayMetrics());
}
mResources = mainThread.getTopLevelResources(
mPackageInfo.getResDir(), container.getCompatibilityInfo());
}
mMainThread = mainThread;
mContentResolver = new ApplicationContentResolver(this, mainThread);

setActivityToken(activityToken);
}

我们发现，对mResource进行赋值，是通过调用LoadedApk中的getResource进行的，传入了ActivityThead类型的参数

public Resources getResources(ActivityThread mainThread) {
if (mResources == null) {
mResources = mainThread.getTopLevelResources(mResDir, this);
}
return mResources;
}

在getResources方法中，其实就是调用了ActivityThrad的getTopLevelResources方法，其中mResDir就是apk文件的路径(对于用户安装的app，此路径就在/data/app下面的某一个apk)，从时序图中可以知道，getTopLevelResources其实就是调用了一个同名方法，我们直接看它的同名方法吧

Resources getTopLevelResources(String resDir, CompatibilityInfo compInfo) {
ResourcesKey key = new ResourcesKey(resDir, compInfo.applicationScale);
Resources r;
synchronized (mPackages) {
// Resources is app scale dependent.
if (false) {
Slog.w(TAG, "getTopLevelResources: " + resDir + " / "
+ compInfo.applicationScale);
}
WeakReference<Resources> wr = mActiveResources.get(key);
r = wr != null ? wr.get() : null;
//if (r != null) Slog.i(TAG, "isUpToDate " + resDir + ": " + r.getAssets().isUpToDate());
if (r != null && r.getAssets().isUpToDate()) {
if (false) {
Slog.w(TAG, "Returning cached resources " + r + " " + resDir
+ ": appScale=" + r.getCompatibilityInfo().applicationScale);
}
return r;
}
}<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">;</span>

//if (r != null) {
//    Slog.w(TAG, "Throwing away out-of-date resources!!!! "
//            + r + " " + resDir);
//}

AssetManager assets = new AssetManager();
if (assets.addAssetPath(resDir) == 0) {
return null;
}

//Slog.i(TAG, "Resource: key=" + key + ", display metrics=" + metrics);
DisplayMetrics metrics = getDisplayMetricsLocked(null, false);
r = new Resources(assets, metrics, getConfiguration(), compInfo);
if (false) {
Slog.i(TAG, "Created app resources " + resDir + " " + r + ": "
+ r.getConfiguration() + " appScale="
+ r.getCompatibilityInfo().applicationScale);
}

synchronized (mPackages) {
WeakReference<Resources> wr = mActiveResources.get(key);
Resources existing = wr != null ? wr.get() : null;
if (existing != null && existing.getAssets().isUpToDate()) {
// Someone else already created the resources while we were
// unlocked; go ahead and use theirs.
r.getAssets().close();
return existing;
}

// XXX need to remove entries when weak references go away
mActiveResources.put(key, new WeakReference<Resources>(r));
return r;
}
}

这段代码的逻辑不复杂，首先从mActiveResouuces中通过key拿到资源，如果资源不为null，并且是最新的，那么直接返回，否则创建一个AssetManager对象，并调用AssetManager的addAssetPath方法，然后使用创建的AssetManager为参数，创建一个Resources对象，保存并返回。通过上面的时序图，我们发现在创建AssetManager的时候，在其构造函数中调用init方法，我们看看init方法做了什么吧

private native final void init();

居然是一个本地方法，那么我们只有看看对应的Jni代码了

static void android_content_AssetManager_init(JNIEnv* env, jobject clazz)
{
AssetManager* am = new AssetManager();
if (am == NULL) {
jniThrowException(env, "java/lang/OutOfMemoryError", "");
return;
}

am->addDefaultAssets();

ALOGV("Created AssetManager %p for Java object %p\n", am, clazz);
env->SetIntField(clazz, gAssetManagerOffsets.mObject, (jint)am);
}

这个里面调用了本地的AssetManager的addDefaultAssets方法

bool AssetManager::addDefaultAssets()
{
const char* root = getenv("ANDROID_ROOT");
LOG_ALWAYS_FATAL_IF(root == NULL, "ANDROID_ROOT not set");

String8 path(root);
path.appendPath(kSystemAssets);

return addAssetPath(path, NULL);
}

这例的ANDROID_ROOT保存的就是/system路径，而kSystemAssets是

static const char* kSystemAssets = "framework/framework-res.apk";

还记得framework-res.apk是什么吗，就是系统所有的资源文件。

到这里终于明白了，原理就是将系统的资源加载进来。

接下来看看addAssetPath方法吧，进入源码后，你会发现它也是一个本地方法，也需要看jni代码

static jint android_content_AssetManager_addAssetPath(JNIEnv* env, jobject clazz,
jstring path)
{
ScopedUtfChars path8(env, path);
if (path8.c_str() == NULL) {
return 0;
}

AssetManager* am = assetManagerForJavaObject(env, clazz);
if (am == NULL) {
return 0;
}

void* cookie;
bool res = am->addAssetPath(String8(path8.c_str()), &cookie);

return (res) ? (jint)cookie : 0;
}

这里调用了本地AssetManager方法的addAssetPath方法。和系统资源一样，都被加载进来了。

下面看看PackageManager获取Resource的流程吧

在PackageManager里面获取资源调用的是getResourcesForApplication方法，getResourcesForApplication也有一个同名方法，我们看办正事的那个吧，

@Override public Resources getResourcesForApplication(
ApplicationInfo app) throws NameNotFoundException {
if (app.packageName.equals("system")) {
return mContext.mMainThread.getSystemContext().getResources();
}
Resources r = mContext.mMainThread.getTopLevelResources(
app.uid == Process.myUid() ? app.sourceDir
: app.publicSourceDir, mContext.mPackageInfo);
if (r != null) {
return r;
}
throw new NameNotFoundException("Unable to open " + app.publicSourceDir);
}

首先判断包名是否是system，如果不是那么直接调用ActivityThread的getTopLevelResources方法。不过这里会根据当前应用的应用的uid和进程Id相等，如果相等则传入app.sourceDir，否则传入publicSourceDir，但是根据经验时期sourceDir和publicSource一般情况下是相同的。后面的逻辑和Context中的是一样的，这里就不在说了。