android系统资源访问机制的探讨,Android

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android系统资源访问机制的探讨,Android

我们知道在开发中，需要应用程序资源，如应用工程中assets和res目录下的图片，layout，values等，或者需要系统内置的资源。我们获取这些资源的入口对象都是Resources对象。

获取Resources的过程：

(1)将framework/framework-res.apk和应用资源apk装载为Resources对象。

(2)获取Resources对象

获取Resources对象有两种方式，第一种通过Context，第二种通过PackageManager。

1. 通过Context获取Resources对象

在一个Acitvity或者一个Service中，我们直接this.getResources()方法，就可以获得Reousrces对象。其实Acitivity或者Service本质上就是一个Context，getResources()方法来自Context，而真正实现Context接口是ContextImpl类，所以调用的实际上时ContextImpl类的getResources()方法。

我们查看ContextImpl类源码可以看到，getResources方法直接返回内部的mResources变量，而对该变量的赋值在init()方法中。

finalvoidinit(LoadedApk packageInfo,

IBinder activityToken, ActivityThread mainThread,

Resources container) {

mPackageInfo = packageInfo;

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().copy());

}

mMainThread = mainThread;

mContentResolver = newApplicationContentResolver(this, mainThread);

setActivityToken(activityToken);

}

mResources又是调用LoadedApk的getResources方法进行赋值。代码如下。

publicResources getResources(ActivityThread mainThread) {

if(mResources ==null) {

mResources = mainThread.getTopLevelResources(mResDir, this);

}

returnmResources;

}

从代码中可以看到，最终mResources的赋值是由AcitivtyThread的getTopLevelResources方法返回。代码如下

Resources getTopLevelResources(String resDir, CompatibilityInfo compInfo) {

ResourcesKey key = newResourcesKey(resDir, compInfo.applicationScale);

Resources r;

synchronized(mPackages) {

// Resources is app scale dependent.

if(false) {

Slog.w(TAG, "getTopLevelResources: "+ resDir +" / "

+ compInfo.applicationScale);

}

WeakReference wr = mActiveResources.get(key);

r = wr != null? wr.get() :null;

if(r !=null&& r.getAssets().isUpToDate()) {

if(false) {

Slog.w(TAG, "Returning cached resources "+ r +" "+ resDir

+ ": appScale="+ r.getCompatibilityInfo().applicationScale);

}

returnr;

}

}

AssetManager assets = newAssetManager();

if(assets.addAssetPath(resDir) ==0) {

returnnull;

}

DisplayMetrics metrics = getDisplayMetricsLocked(false);

r = newResources(assets, metrics, getConfiguration(), compInfo);

if(false) {

Slog.i(TAG, "Created app resources "+ resDir +" "+ r +": "

+ r.getConfiguration() + " appScale="

+ r.getCompatibilityInfo().applicationScale);

}

synchronized(mPackages) {

WeakReference 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();

returnexisting;

}

// XXX need to remove entries when weak references go away

mActiveResources.put(key, newWeakReference(r));

returnr;

}

}

以上代码中，mActiveResources对象内部保存了该应用程序所使用到的所有Resources对象，其类型为Hash>，可以看出这些Resources对象都是以一个弱引用的方式保存，以便在内存紧张时可以释放Resources所占内存。

ResourcesKey的构造需要resDir和compInfo.applicationScale。resdDir变量的含义是资源文件所在路径，实际指的是APK程序所在路径，比如可以是：/data/app/com.haii.android.xxx-1.apk，该apk会对应/data/dalvik-cache目录下的：data@app@com.haii.android.xxx-1.apk@classes.dex文件。

所以，如果一个应用程序没有访问该程序以外的资源，那么mActiveResources变量中就仅有一个Resources对象。这也从侧面说明，mActiveResources内部可能包含多个Resources对象，条件是必须有不同的ResourceKey，也就是必须有不同的resDir，这就意味着一个应用程序可以访问另外的APK文件，并从中读取读取其资源。(PS：其实目前的“换肤”就是采用加载不同的资源apk实现主题切换的)

如果mActivityResources对象中没有包含所要的Resources对象，那么，就重新建立一个Resources对象

r =newResources(assets, metrics, getConfiguration(), compInfo);

可以看出构造一个Resources需要一个AssetManager对象，一个DisplayMetrics对象，一个Configuration对象，一个CompatibilityInfo对象，后三者传入的对象都与设备或者Android平台相关的参数，因为资源的使用与这些信息总是相关。还有一个AssetManager对象，其实它并不是访问项目中res/assets下的资源，而是访问res下所有的资源。以上代码中的addAssetPath(resDir)非常关键，它为所创建的AssetManager对象添加一个资源路径。

AssetManager类的构造函数如下：

publicAssetManager() {

synchronized(this) {

if(DEBUG_REFS) {

mNumRefs = 0;

incRefsLocked(this.hashCode());

}

init();

if(localLOGV) Log.v(TAG,"New asset manager: "+this);

ensureSystemAssets();

}

}

构造方法中调用两个方法init()和ensureSystemAssets()，init方法是一个native实现。AssetManager.java对应的C++文件是android_util_AssetManager.cpp(注意不是AssetManager.cpp，它是C++层内部使用的cpp文件，与Java层无关)。下面看一下init()的native实现：

staticvoidandroid_content_AssetManager_init(JNIEnv* env, jobject clazz)

{

AssetManager* am = newAssetManager();

if(am == NULL) {

jniThrowException(env, "java/lang/OutOfMemoryError","");

return;

}

am->addDefaultAssets();

LOGV("Created AssetManager %p for Java object %p\n", am, clazz);

env->SetIntField(clazz, gAssetManagerOffsets.mObject, (jint)am);

}

首先创建一个C++类的AssetManager对象，然后调用am->addDefaultAssets()方法，该方法的作用就是把framework的资源文件添加到这个AssetManager对象的路径中。最后调用setInitField()方法把C++创建的AssetManager对象的引用保存到Java端的mObject变量中，这种方式是常用的C++层与Java层通信的方式。

addDefaultAssets代码如下：

boolAssetManager::addDefaultAssets()

{

constchar* root = getenv("ANDROID_ROOT");

LOG_ALWAYS_FATAL_IF(root == NULL, "ANDROID_ROOT not set");

String8 path(root);

path.appendPath(kSystemAssets);

returnaddAssetPath(path, NULL);

}

该函数首先获取Android的根目录，getenv是一个Linux系统调用，用户同样可以使用以下终端命令获取该值。

获得根目录后，再与kSystemAssets路径进行组合，该变量的定义如下：

staticconstchar* kSystemAssets ="framework/framework-res.apk";

所以最终获得的路径文件名称为/system/framework/framework-res.apk，这正式framework对应的资源文件。

分析完了AssetManager的init方法，再来看一下ensureSystemAssets方法。

privatestaticvoidensureSystemAssets() {

synchronized(sSync) {

if(sSystem ==null) {

AssetManager system = newAssetManager(true);

system.makeStringBlocks(false);

sSystem = system;

}

}

}

该方法实际上仅在framework启动时就已经调用了，因为sSystem是一个静态的AssetManager对象，该变量在Zygote启动时已经赋值了，以后都不为空，所以该方法形同虚设。

由此可以知道，Resources对象内部的AssetManager对象除了包含应用程序本身的资源路径外，还包含了framework的资源路径，这就是为什么应用程序仅使用Resources对象就可以访问应用资源和系统资源的原因。如

Resources res = getResources();

Drawable btnPic = res.getDrawable(android.R.drawable.btn_default_small);

那么如何AssetManager如何区分访问的是系统资源还是应用资源呢？当使用getXXX(int id)访问资源时，如果id值小于0x10000000时，AssetManager会认为要访问的是系统资源。因为aapt在对系统资源进行编译时，所有的资源id都被编译为小于该值的一个int值，而当访问应用资源时，id值都大于0x70000000。

创建好了Resources对象后，就把该变量缓存到mActiveResources中，以便以后继续使用。

访问Resources内部的整个流程如下图。

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