Android 資源加載機制剖析
前言
上一篇文章，講到了Android中進程的啓動和一個Activity的建立到顯示流程，如今本篇要分析的是在Android中資源的裝載機制，例如字符串資源，圖片資源是如何被裝載的。這裏將從字符串和圖片兩種類型資源展開分析，同時對於後面所利用的資源裝載的內容也會作簡單的分析。java
Resources源碼剖析
對於資源的裝載機制，這裏核心的幾個類是Resources，ResourcesImpl，AssetManager。Resources算是對於ResourcesImpl的一個代理，Resources的全部調用都是會調用到ResourcesImpl上，在ResourcesImpl的內部，具有對於資源的Cache和AssetManager，對於資源的裝載會首先從其Cache中進行查找，當查找不到的時候，會調用AssetManager進行相應資源的裝載，裝載以後會在ResourcesImpl中將資源緩存下來。android
Resource 中有一個內部靜態變量緩存
static Resources mSystem = null;
複製代碼
在getSystem方法中進行了初始化，做爲對於內部變量的持有被保存着，其初次的調用是在zygote建立新進程的時候，預加載資源的時候被調用。bash
public static Resources getSystem() {
synchronized (sSync) {
Resources ret = mSystem;
if (ret == null) {
ret = new Resources();
mSystem = ret;
}
return ret;
}
}
複製代碼
Resrouce對象的建立，在Resrouce中的各類操做，最終真正的執行者是ResourcesImpl。cookie
private Resources() {
this(null);
final DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
metrics.setToDefaults();
final Configuration config = new Configuration();
config.setToDefaults();
mResourcesImpl = new ResourcesImpl(AssetManager.getSystem(), metrics, config,
new DisplayAdjustments());
}
複製代碼
在Resources的構造函數中建立ResourcesImpl的實例。數據結構
public ResourcesImpl(@NonNull AssetManager assets, @Nullable DisplayMetrics metrics,
@Nullable Configuration config, @NonNull DisplayAdjustments displayAdjustments) {
mAssets = assets;
mMetrics.setToDefaults();
mDisplayAdjustments = displayAdjustments;
updateConfiguration(config, metrics, displayAdjustments.getCompatibilityInfo());
mAssets.ensureStringBlocks();
}
複製代碼
在建立ResoucesImpl實例的時候，得到了AssetManager的實例，其負責了應用層和資源文件的交互。Resource對象的得到，是經過ContextImpl方法中得到，得到方式是返回了其內部的變量mResource變量，app
resources = mResourcesManager.getResources(
activityToken,
packageInfo.getResDir(),
packageInfo.getSplitResDirs(),
packageInfo.getOverlayDirs(),
packageInfo.getApplicationInfo().sharedLibraryFiles,
displayId,
overrideConfiguration,
compatInfo,
packageInfo.getClassLoader());
複製代碼
調用了ResourcesManager的getOrCreateResources方法。其實現爲從activityResources中查找，若是查找不到，則會從新建立一個，而後加入到activityResources中，並返回。ide
獲取字符串資源
從一個獲取資源文件的方法看起，這裏從一個獲取文字的方法入手。函數
@NonNull public CharSequence getText(@StringRes int id) throws NotFoundException {
CharSequence res = mResourcesImpl.getAssets().getResourceText(id);
if (res != null) {
return res;
}
throw new NotFoundException("String resource ID #0x"
+ Integer.toHexString(id));
}
複製代碼
public AssetManager getAssets() {
return mAssets;
}
複製代碼
調用AssetManager的getResourceTextui
final CharSequence getResourceText(@StringRes int resId) {
synchronized (this) {
final TypedValue outValue = mValue;
if (getResourceValue(resId, 0, outValue, true)) {
return outValue.coerceToString();
}
return null;
}
}
複製代碼
首先根據id得到TypedValue，而後根據TypedValue得到咱們須要的資源。
final boolean getResourceValue(@AnyRes int resId, int densityDpi, @NonNull TypedValue outValue,
boolean resolveRefs) {
final int block = loadResourceValue(resId, (short) densityDpi, outValue, resolveRefs);
if (block < 0) {
return false;
}
if (outValue.type == TypedValue.TYPE_STRING) {
outValue.string = mStringBlocks[block].get(outValue.data);
}
return true;
}
複製代碼
對於字符串資源，其值就存在TypedValue中，因此在得到了TypedValue以後，就能夠經過其來得到資源值。
獲取圖片資源
因爲圖片資源的特殊性，相比於字符串資源的獲取，要複雜一些，這裏從上層的獲取方法開始進行分析。
public Drawable getDrawable(@DrawableRes int id, @Nullable Theme theme)
throws NotFoundException {
final TypedValue value = obtainTempTypedValue();
try {
final ResourcesImpl impl = mResourcesImpl;
impl.getValue(id, value, true);
return impl.loadDrawable(this, value, id, theme, true);
} finally {
releaseTempTypedValue(value);
}
}
複製代碼
和對於字符串資源的裝載相似，首先根據資源ID獲取一個TypedValue對象，而後利用TypedValue實例，經過AssetManager進行裝載。
void getValue(@AnyRes int id, TypedValue outValue, boolean resolveRefs)
throws NotFoundException {
boolean found = mAssets.getResourceValue(id, 0, outValue, resolveRefs);
if (found) {
return;
}
}
複製代碼
final boolean getResourceValue(@AnyRes int resId, int densityDpi, @NonNull TypedValue outValue,
boolean resolveRefs) {
final int block = loadResourceValue(resId, (short) densityDpi, outValue, resolveRefs);
if (block < 0) {
return false;
}
if (outValue.type == TypedValue.TYPE_STRING) {
outValue.string = mStringBlocks[block].get(outValue.data);
}
return true;
}
複製代碼
Drawable資源的獲取核心代碼是在對於ResourcesImpl的loadDrawable函數的調用。
@Nullable
Drawable loadDrawable(Resources wrapper, TypedValue value, int id, Resources.Theme theme,
boolean useCache) throws NotFoundException {
try {
if (TRACE_FOR_PRELOAD) {
if ((id >>> 24) == 0x1) {
final String name = getResourceName(id);
if (name != null) {
Log.d("PreloadDrawable", name);
}
}
}
//判斷是否爲ColorDrawable
final boolean isColorDrawable;
final DrawableCache caches;
final long key;
if (value.type >= TypedValue.TYPE_FIRST_COLOR_INT
&& value.type <= TypedValue.TYPE_LAST_COLOR_INT) {
isColorDrawable = true;
caches = mColorDrawableCache;
key = value.data;
} else {
isColorDrawable = false;
caches = mDrawableCache;
key = (((long) value.assetCookie) << 32) | value.data;
}
//，是否存在查找的Drawable
if (!mPreloading && useCache) {
final Drawable cachedDrawable = caches.getInstance(key, wrapper, theme);
if (cachedDrawable != null) {
return cachedDrawable;
}
}
// 檢查預加載的資源文件中，是否存在要查找的Drawable
final Drawable.ConstantState cs;
if (isColorDrawable) {
cs = sPreloadedColorDrawables.get(key);
} else {
cs = sPreloadedDrawables[mConfiguration.getLayoutDirection()].get(key);
}
//建立Drawable
Drawable dr;
if (cs != null) {
dr = cs.newDrawable(wrapper);
} else if (isColorDrawable) {
dr = new ColorDrawable(value.data);
} else {
dr = loadDrawableForCookie(wrapper, value, id, null);
}
// 對Drawable的主題進行處理
final boolean canApplyTheme = dr != null && dr.canApplyTheme();
if (canApplyTheme && theme != null) {
dr = dr.mutate();
dr.applyTheme(theme);
dr.clearMutated();
}
// 將裝載的Drawable資源加入到緩存之中
if (dr != null && useCache) {
dr.setChangingConfigurations(value.changingConfigurations);
cacheDrawable(value, isColorDrawable, caches, theme, canApplyTheme, key, dr);
}
return dr;
} catch (Exception e) {
...
}
}
複製代碼
loadDrawableForCookie
根據TypedValue中存儲的信息，從XML文件或者資源流中構建Drawable
private Drawable loadDrawableForCookie(Resources wrapper, TypedValue value, int id,
Resources.Theme theme) {
if (value.string == null) {
throw new NotFoundException("Resource \"" + getResourceName(id) + "\" ("
+ Integer.toHexString(id) + ") is not a Drawable (color or path): " + value);
}
//解析值的文件名
final String file = value.string.toString();
if (TRACE_FOR_MISS_PRELOAD) {
// Log only framework resources
if ((id >>> 24) == 0x1) {
final String name = getResourceName(id);
if (name != null) {
Log.d(TAG, "Loading framework drawable #" + Integer.toHexString(id)
+ ": " + name + " at " + file);
}
}
}
final Drawable dr;
//若是文件後綴爲xml，經過XmlResourceParser構建Drawable對象
try {
if (file.endsWith(".xml")) {
final XmlResourceParser rp = loadXmlResourceParser(
file, id, value.assetCookie, "drawable");
dr = Drawable.createFromXml(wrapper, rp, theme);
rp.close();
} else {
//從文件流中構建Drawable對象
final InputStream is = mAssets.openNonAsset(
value.assetCookie, file, AssetManager.ACCESS_STREAMING);
dr = Drawable.createFromResourceStream(wrapper, value, is, file, null);
is.close();
}
} catch (Exception e) {
...
}
return dr;
}
複製代碼
XmlResourceParser loadXmlResourceParser(@NonNull String file, @AnyRes int id, int assetCookie,
@NonNull String type)
throws NotFoundException {
if (id != 0) {
try {
synchronized (mCachedXmlBlocks) {
final int[] cachedXmlBlockCookies = mCachedXmlBlockCookies;
final String[] cachedXmlBlockFiles = mCachedXmlBlockFiles;
final XmlBlock[] cachedXmlBlocks = mCachedXmlBlocks;
// 檢測緩存是否在咱們須要的資源
final int num = cachedXmlBlockFiles.length;
for (int i = 0; i < num; i++) {
if (cachedXmlBlockCookies[i] == assetCookie && cachedXmlBlockFiles[i] != null
&& cachedXmlBlockFiles[i].equals(file)) {
return cachedXmlBlocks[i].newParser();
}
}
// 若是資源不在緩存之中，這經過AssetManager去裝載，而後加入到緩存中
final XmlBlock block = mAssets.openXmlBlockAsset(assetCookie, file);
if (block != null) {
final int pos = (mLastCachedXmlBlockIndex + 1) % num;
mLastCachedXmlBlockIndex = pos;
final XmlBlock oldBlock = cachedXmlBlocks[pos];
if (oldBlock != null) {
oldBlock.close();
}
cachedXmlBlockCookies[pos] = assetCookie;
cachedXmlBlockFiles[pos] = file;
cachedXmlBlocks[pos] = block;
return block.newParser();
}
}
} catch (Exception e) {
....
}
}
}
複製代碼
圖片資源的裝載流程是首先將根據ID得到TypedValue實例，而後根據TypedValue進行查找Drawable資源，首先檢測緩存中是否有該資源，若是沒有從預加載資源中查找，若是預加載資源中也沒有，判斷要加載的資源類型，若是爲colorDrawable，這根據Typedvalue進行建立，不然經過加載xml或者文件輸入流進行處理來得到Drawable對象。
資源的裝載分爲兩步，一個是經過資源ID獲得ID對應的TypedValue對象，對於簡單的資源，經過TypedValue便可，對於複雜的資源，須要第二步來把資源文件裝載到內存之中。
AssetManager
在建立Resources的構造函數，建立ResourcesImpl的時候調用了AssetManager的getSystem方法，該方法用來確保建立惟一的AssetManager實例。
public static AssetManager getSystem() {
ensureSystemAssets();
return sSystem;
}
複製代碼
保證全局只有一個AssetManager
private static void ensureSystemAssets() {
synchronized (sSync) {
if (sSystem == null) {
AssetManager system = new AssetManager(true);
system.makeStringBlocks(null);
sSystem = system;
}
}
}
複製代碼
private AssetManager(boolean isSystem) {
if (DEBUG_REFS) {
synchronized (this) {
mNumRefs = 0;
incRefsLocked(this.hashCode());
}
}
init(true);
}
複製代碼
static void android_content_AssetManager_init(JNIEnv* env, jobject clazz, jboolean isSystem)
{
if (isSystem) {
verifySystemIdmaps();
}
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->SetLongField(clazz, gAssetManagerOffsets.mObject, reinterpret_cast<jlong>(am));
}
複製代碼
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, false /* appAsLib */, true /* isSystemAsset */);
}
複製代碼
設置資源路徑，經過對這個值的修改能夠實現動態加載。
public final int addAssetPath(String path) {
return addAssetPathInternal(path, false);
}
複製代碼
private final int addAssetPathInternal(String path, boolean appAsLib) {
synchronized (this) {
int res = addAssetPathNative(path, appAsLib);
makeStringBlocks(mStringBlocks);
return res;
}
}
複製代碼
添加資源路徑
bool AssetManager::addAssetPath(
const String8& path, int32_t* cookie, bool appAsLib, bool isSystemAsset)
{
AutoMutex _l(mLock);
asset_path ap;
String8 realPath(path);
if (kAppZipName) {
realPath.appendPath(kAppZipName);
}
ap.type = ::getFileType(realPath.string());
if (ap.type == kFileTypeRegular) {
ap.path = realPath;
} else {
ap.path = path;
ap.type = ::getFileType(path.string());
if (ap.type != kFileTypeDirectory && ap.type != kFileTypeRegular) {
ALOGW("Asset path %s is neither a directory nor file (type=%d).",
path.string(), (int)ap.type);
return false;
}
}
// Skip if we have it already.
for (size_t i=0; i<mAssetPaths.size(); i++) {
if (mAssetPaths[i].path == ap.path) {
if (cookie) {
*cookie = static_cast<int32_t>(i+1);
}
return true;
}
}
ALOGV("In %p Asset %s path: %s", this,
ap.type == kFileTypeDirectory ? "dir" : "zip", ap.path.string());
ap.isSystemAsset = isSystemAsset;
mAssetPaths.add(ap);
// new paths are always added at the end
if (cookie) {
*cookie = static_cast<int32_t>(mAssetPaths.size());
}
#ifdef __ANDROID__
// Load overlays, if any
asset_path oap;
for (size_t idx = 0; mZipSet.getOverlay(ap.path, idx, &oap); idx++) {
oap.isSystemAsset = isSystemAsset;
mAssetPaths.add(oap);
}
#endif
if (mResources != NULL) {
appendPathToResTable(ap, appAsLib);
}
return true;
}
複製代碼
APK文件中有一個文件resource.arsc。這個文件存放的是APK中資源的ID和資源類型，屬性，文件名的讀經關係表和全部的字符串，裝載APK，就是解析該文件生成ResRTable對象，經過ResTable對象來解析資源ID。解壓相應的路徑，從中得到相應的資源表，而後加入到其中。每一次的調用都會調用，appendPathToResTable，將新增的路徑的資源表添加到其中。
根據ID獲取TypedValue
void getValue(@AnyRes int id, TypedValue outValue, boolean resolveRefs)
throws NotFoundException {
boolean found = mAssets.getResourceValue(id, 0, outValue, resolveRefs);
if (found) {
return;
}
throw new NotFoundException("Resource ID #0x" + Integer.toHexString(id));
}
複製代碼
final boolean getResourceValue(@AnyRes int resId, int densityDpi, @NonNull TypedValue outValue,
boolean resolveRefs) {
final int block = loadResourceValue(resId, (short) densityDpi, outValue, resolveRefs);
if (block < 0) {
return false;
}
if (outValue.type == TypedValue.TYPE_STRING) {
outValue.string = mStringBlocks[block].get(outValue.data);
}
return true;
}
複製代碼
從AssetManager中根據ID獲取Value值。
static jint android_content_AssetManager_loadResourceValue(JNIEnv* env, jobject clazz,
jint ident,
jshort density,
jobject outValue,
jboolean resolve)
{
if (outValue == NULL) {
jniThrowNullPointerException(env, "outValue");
return 0;
}
AssetManager* am = assetManagerForJavaObject(env, clazz);
if (am == NULL) {
return 0;
}
const ResTable& res(am->getResources());
Res_value value;
ResTable_config config;
uint32_t typeSpecFlags;
ssize_t block = res.getResource(ident, &value, false, density, &typeSpecFlags, &config);
if (kThrowOnBadId) {
if (block == BAD_INDEX) {
jniThrowException(env, "java/lang/IllegalStateException", "Bad resource!");
return 0;
}
}
uint32_t ref = ident;
if (resolve) {
block = res.resolveReference(&value, block, &ref, &typeSpecFlags, &config);
if (kThrowOnBadId) {
if (block == BAD_INDEX) {
jniThrowException(env, "java/lang/IllegalStateException", "Bad resource!");
return 0;
}
}
}
if (block >= 0) {
return copyValue(env, outValue, &res, value, ref, block, typeSpecFlags, &config);
}
return static_cast<jint>(block);
}
複製代碼
對於資源的TypedValue的獲取核心代碼。
const ResTable& res(am->getResources());
ssize_t block = res.getResource(ident, &value, false, density, &typeSpecFlags, &config);
複製代碼
const ResTable& AssetManager::getResources(bool required) const
{
const ResTable* rt = getResTable(required);
return *rt;
}
複製代碼
根據AssetManager中設置的資源路徑來查找資源Table
首先判斷是否已經存在ResTable，若是不存在則建立，存在則會直接返回。而後根據路徑去查找相應的Resources文件，而後將其轉化爲ResTable，方便後面的查找。
const ResTable* AssetManager::getResTable(bool required) const
{
ResTable* rt = mResources;
//已經存在
if (rt) {
return rt;
}
AutoMutex _l(mLock);
if (mResources != NULL) {
return mResources;
}
if (mCacheMode != CACHE_OFF && !mCacheValid) {
const_cast<AssetManager*>(this)->loadFileNameCacheLocked();
}
//建立ResTable
mResources = new ResTable();
updateResourceParamsLocked();
bool onlyEmptyResources = true;
const size_t N = mAssetPaths.size();
//遍歷Asset路徑，對於路徑調用appendPathToResTable
for (size_t i=0; i<N; i++) {
bool empty = appendPathToResTable(mAssetPaths.itemAt(i));
onlyEmptyResources = onlyEmptyResources && empty;
}
//若是爲空，則證實沒有找到resources.arsc文件
if (required && onlyEmptyResources) {
ALOGW("Unable to find resources file resources.arsc");
delete mResources;
mResources = NULL;
}
return mResources;
}
複製代碼
Resources getTopLevelResources(String resDir, String[] splitResDirs, String[] overlayDirs,
String[] libDirs, int displayId, LoadedApk pkgInfo) {
return mResourcesManager.getResources(null, resDir, splitResDirs, overlayDirs, libDirs,
displayId, null, pkgInfo.getCompatibilityInfo(), pkgInfo.getClassLoader());
}
複製代碼
經過mResourcesManager得到Resources對象，若是不存在，則建立一個。
小結
對於資源的加載，大概能夠經過上圖進行歸納，根據ID獲取TypedValue，TypedValue的獲取是在AssetManager添加資源路徑的時候，經過對資源表的解析來構建的一個ResTable，經過該數據結構根據ID做爲索引查找並構建TypedValue，而後再根據資源文件的類型，藉助TypedValue內存儲的關於資源的詳細信息來獲取資源，同時將加載的資源進行緩存。所以在插件化的方案中，經過建立新的Resource對象，爲其添加新的Asset路徑，從而構建出一個新的ResTable，實現經過ID進行非宿主App資源的裝載。
參考資料
相關文章
- 1. Android 資源加載機制剖析
- 2. Android源碼分析-資源加載機制
- 3. 深刻剖析Tomcat類加載機制
- 4. 瀏覽器（webkit）資源加載機制
- 5. Android----Handler機制剖析
- 6. Android Handler機制剖析
- 7. android small資源加載
- 8. Android應用setContentView與LayoutInflater加載解析機制源碼分析
- 9. Android WebView 的緩存機制 & 資源預加載方案
- 10. Cocos Creator 資源加載流程剖析【一】——cc.loader與加載管線
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