Android7.0中關(guān)于ContentProvider組件詳解
作為Android的四大組件之一，ContentProvider作為進(jìn)程之間靜態(tài)數(shù)據(jù)傳遞的重要手段，其在系統(tǒng)級(jí)別的應(yīng)用中起了重大的作用。毫無(wú)疑問(wèn)，ContentProvider核心機(jī)制之一也是Binder，但是和其它3大組件又有區(qū)別。因?yàn)镃ontentProvider涉及數(shù)據(jù)的增刪查改，當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大的時(shí)候，繼續(xù)用Parcel做容器效率會(huì)比較低，因此它還使用了匿名共享內(nèi)存的方式。
但是有一個(gè)問(wèn)題是，ContentProvider的提供者進(jìn)程不再存活時(shí)，其他進(jìn)程通過(guò)Provider讀一個(gè)非常簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)時(shí)，都需要先把提供者進(jìn)程啟動(dòng)起來(lái)（除非指定multiprocess=true），這對(duì)用戶是相當(dāng)不友好的。又因?yàn)槠涫情g接通過(guò)db進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，所以效率也遠(yuǎn)不如直接操作db。因此在用戶app中，不是很建議經(jīng)常使用ContentProvider。不過(guò)對(duì)于系統(tǒng)級(jí)的app，它統(tǒng)一了數(shù)據(jù)操作的規(guī)范，利是遠(yuǎn)大于弊的。
ContentProvider發(fā)布
當(dāng)進(jìn)程第一次啟動(dòng)時(shí)候會(huì)調(diào)用handleBindApplication
if (!data.restrictedBackupMode) {
if (!ArrayUtils.isEmpty(data.providers)) {
installContentProviders(app, data.providers);
}
}
當(dāng)xml中有provider時(shí)，進(jìn)行provider的發(fā)布
final ArrayList<IActivityManager.ContentProviderHolder> results =
new ArrayList<IActivityManager.ContentProviderHolder>();
for (ProviderInfo cpi : providers) {
IActivityManager.ContentProviderHolder cph = installProvider(context, null, cpi,
false /*noisy*/, true /*noReleaseNeeded*/, true /*stable*/);
if (cph != null) {
cph.noReleaseNeeded = true;
results.add(cph);
}
}
try {
ActivityManagerNative.getDefault().publishContentProviders(
getApplicationThread(), results);
} catch (RemoteException ex) {
}
@installProvider（這個(gè)方法先簡(jiǎn)單過(guò)一下，后面會(huì)繼續(xù)說(shuō)）
final java.lang.ClassLoader cl = c.getClassLoader();
localProvider = (ContentProvider)cl.
loadClass(info.name).newInstance();
provider = localProvider.getIContentProvider();
@installProviderAuthoritiesLocked
for (String auth : auths) {
final ProviderKey key = new ProviderKey(auth, userId);
final ProviderClientRecord existing = mProviderMap.get(key);
if (existing != null) {
} else {
mProviderMap.put(key, pcr);
}
}
這里兩步把ProviderInfo通過(guò)installProvider轉(zhuǎn)換成ContentProvider的Binder對(duì)象IContentProvider，并放于ContentProviderHolder中。并根據(jù)auth的不同，把發(fā)布進(jìn)程的ProviderClientRecord保存在一個(gè)叫mProviderMap的成員變量中，方便第二次調(diào)用同一個(gè)ContentProvider時(shí)，無(wú)需重新到AMS中去查詢。
AMS @publishContentProviders
final int N = providers.size();
for (int i = 0; i < N; i++) {
ContentProviderHolder src = providers.get(i);
...
ContentProviderRecord dst = r.pubProviders.get(src.info.name);
if (dst != null) {
ComponentName comp = new ComponentName(dst.info.packageName, dst.info.name);
mProviderMap.putProviderByClass(comp, dst);
String names[] = dst.info.authority.split(";");
for (int j = 0; j < names.length; j++) {
mProviderMap.putProviderByName(names[j], dst);
}
int launchingCount = mLaunchingProviders.size();
int j;
boolean wasInLaunchingProviders = false;
for (j = 0; j < launchingCount; j++) {
if (mLaunchingProviders.get(j) == dst) {
mLaunchingProviders.remove(j);
wasInLaunchingProviders = true;
j--;
launchingCount--;
}
}
if (wasInLaunchingProviders) {
mHandler.removeMessages(CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG, r);
}
...
}
}
可以看到，AMS會(huì)遍歷所有的ContentProviderHolder，然后調(diào)用mProviderMap把信息保存起來(lái)，這塊接下來(lái)說(shuō)。保存好之后，先去看看之前是不是已經(jīng)有l(wèi)aunch過(guò)的，如果已經(jīng)有l(wèi)aunch過(guò)的，不再重復(fù)launch。再說(shuō)說(shuō)這個(gè)mProviderMap，這個(gè)和ActivityThread中的mProviderMap不太一樣，這個(gè)是一個(gè)成員實(shí)例，非真正的map?？纯磒utProviderByClass和putProviderByName。
ProviderMap@putProviderByClass
if (record.singleton) {
mSingletonByClass.put(name, record);
} else {
final int userId = UserHandle.getUserId(record.appInfo.uid);
getProvidersByClass(userId).put(name, record);
}
ProviderMap@putProviderByName
if (record.singleton) {
mSingletonByName.put(name, record);
} else {
final int userId = UserHandle.getUserId(record.appInfo.uid);
getProvidersByName(userId).put(name, record);
}
可以看到，發(fā)布的Provider實(shí)際會(huì)根據(jù)class或authority存在不同的map中。如果是單例，則分別存到相應(yīng)的mSingleton map中，否則就根據(jù)userId存到相應(yīng)的map中。這樣發(fā)布的過(guò)程就完成了，其他進(jìn)程需要使用的時(shí)候?qū)?huì)在AMS按需讀取。
ContentReslover跨進(jìn)程數(shù)據(jù)操作
當(dāng)我們跨進(jìn)程調(diào)用數(shù)據(jù)時(shí)候，會(huì)先調(diào)用獲取用戶進(jìn)程的ContentResolver
context.getContentResolver().query(uri, ...);
public ContentResolver getContentResolver() {
return mContentResolver;
}
而這個(gè)ContentResolver在每個(gè)進(jìn)程中都存在有且唯一的實(shí)例，其在ContextImpl構(gòu)造函數(shù)中就已經(jīng)初始化了，其初始化的實(shí)際對(duì)象是ApplicationContentResolver。
mContentResolver = new ApplicationContentResolver(this, mainThread, user);
這個(gè)ContentResolver是活在調(diào)用者進(jìn)程中的，它是作為一個(gè)類似橋梁的作用。以插入為例：
ContentResolver@insert
IContentProvider provider = acquireProvider(url);
if (provider == null) {
throw new IllegalArgumentException("Unknown URL " + url);
}
try {
long startTime = SystemClock.uptimeMillis();
Uri createdRow = provider.insert(mPackageName, url, values);
...
return createdRow;
} catch (RemoteException e) {
return null;
} finally {
releaseProvider(provider);
}
問(wèn)題就轉(zhuǎn)化成了，拿到其他進(jìn)程的ContentProvider的Binder對(duì)象，有了binder對(duì)象就可以跨進(jìn)程調(diào)用其方法了。
ContentResolver@acquireProvider
if (!SCHEME_CONTENT.equals(uri.getScheme())) {
return null;
}
final String auth = uri.getAuthority();
if (auth != null) {
return acquireProvider(mContext, auth);
}
校驗(yàn)其URI，其scheme必須為content。
ApplicationContentResolver@acquireProvider
protected IContentProvider acquireProvider(Context context, String auth) {
return mMainThread.acquireProvider(context,
ContentProvider.getAuthorityWithoutUserId(auth),
resolveUserIdFromAuthority(auth), true);
}
這里面有個(gè)特別的函數(shù)會(huì)傳遞一個(gè)true的參數(shù)給ActivityThread，這意味本次連接是stable的。那stable和非stable的區(qū)別是什么呢？這么說(shuō)吧：
Stable provider：若使用過(guò)程中，provider要是掛了，你的進(jìn)程也必掛。
Unstable provider：若使用過(guò)程中，provider要是掛了，你的進(jìn)程不會(huì)掛。但你會(huì)收到一個(gè)DeadObjectException的異常，可進(jìn)行容錯(cuò)處理。
繼續(xù)往下。
ActivityThread@acquireProvider
final IContentProvider provider = acquireExistingProvider(c, auth, userId, stable);
if (provider != null) {
return provider;
}
IActivityManager.ContentProviderHolder holder = null;
try {
holder = ActivityManagerNative.getDefault().getContentProvider(
getApplicationThread(), auth, userId, stable);
} catch (RemoteException ex) {
}
if (holder == null) {
return null;
}
holder = installProvider(c, holder, holder.info,
true /*noisy*/, holder.noReleaseNeeded, stable);
return holder.provider;
這里面分了三步，1、尋找自身進(jìn)程的緩存，有直接返回。 2、緩存沒(méi)有的話，尋找AMS中的Provider。3、InstallProvider，又到了這個(gè)方法。怎么個(gè)install法？還是一會(huì)兒再說(shuō)。
@acquireExistingProvider （尋找自身緩存）
synchronized (mProviderMap) {
final ProviderKey key = new ProviderKey(auth, userId);
final ProviderClientRecord pr = mProviderMap.get(key);
if (pr == null) {
return null;
}
IContentProvider provider = pr.mProvider;
IBinder jBinder = provider.asBinder();
...
ProviderRefCount prc = mProviderRefCountMap.get(jBinder);
if (prc != null) {
incProviderRefLocked(prc, stable);
}
return provider;
這一步就是讀取我們發(fā)布時(shí)提到的mProviderMap中的緩存。當(dāng)provider記錄存在,且進(jìn)程存活的情況下,則在provider引用計(jì)數(shù)不為空時(shí)則繼續(xù)增加引用計(jì)數(shù)。
緩存不存在，則去AMS中找
AMS@getContentProviderImpl
ContentProviderRecord cpr;
cpr = mProviderMap.getProviderByName(name, userId);
if (providerRunning){
if (r != null && cpr.canRunHere(r)) {
ContentProviderHolder holder = cpr.newHolder(null);
holder.provider = null;
return holder;
}
}
public boolean canRunHere(ProcessRecord app) {
return (info.multiprocess || info.processName.equals(app.processName))
&& uid == app.info.uid;
}
Provider是提供保護(hù)數(shù)據(jù)的接入訪問(wèn)的。一般情況下，不同進(jìn)程的訪問(wèn)只能通過(guò)IPC來(lái)進(jìn)行，但那是有些情況是可以允許訪問(wèn)者在自己的進(jìn)程中創(chuàng)建本地Provider來(lái)進(jìn)行訪問(wèn)的。
這種情況是在UID必須相同的前提下，要么同一進(jìn)程，要么provider設(shè)定了multiprocess為true。
if (!providerRunning) {
cpi = AppGlobals.getPackageManager().resolveContentProvider(name,
STOCK_PM_FLAGS | PackageManager.GET_URI_PERMISSION_PATTERNS, userId);
...
ComponentName comp = new ComponentName(cpi.packageName, cpi.name);
cpr = mProviderMap.getProviderByClass(comp, userId);
if (r != null && cpr.canRunHere(r)) {
return cpr.newHolder(null);
}
ProcessRecord proc = getProcessRecordLocked(
cpi.processName, cpr.appInfo.uid, false);
if (proc != null && proc.thread != null) {
if (!proc.pubProviders.containsKey(cpi.name)) {
proc.pubProviders.put(cpi.name, cpr);
proc.thread.scheduleInstallProvider(cpi);
}
} else {
proc = startProcessLocked(cpi.processName,
cpr.appInfo, false, 0, "content provider",
new ComponentName(cpi.applicationInfo.packageName,
cpi.name), false, false, false);
}
}
}
mProviderMap.putProviderByName(name, cpr);
}
這塊步驟比較多，挑重點(diǎn)就是，先從AMS的ProviderMap對(duì)象中獲取AMS緩存。獲得后如果Provider沒(méi)有l(wèi)aunch，則AMS通知其進(jìn)程install其provider。如果進(jìn)程不存在，則新孵化一個(gè)進(jìn)程。
@InstallProvider
回到第三步中的installProvider
private IActivityManager.ContentProviderHolder installProvider(Context context,
IActivityManager.ContentProviderHolder holder, ProviderInfo info,
boolean noisy, boolean noReleaseNeeded, boolean stable)
可以看到，這個(gè)方法里面有6個(gè)參數(shù)，其中包含ContentProviderHolder、ProviderInfo、noReleaseNeeded，這幾個(gè)很重要的參數(shù)。
ContentProviderHolder：當(dāng)參數(shù)為空的時(shí)候，說(shuō)明緩存為空，也就意味著是進(jìn)程啟動(dòng)的時(shí)候調(diào)用發(fā)布provider。當(dāng)緩存不為空的時(shí)候，還得做一些處理。
ProviderInfo：包含Provider的一些信息，不能為空。
noReleaseNeeded：為true的時(shí)候Provider對(duì)于自身進(jìn)程來(lái)說(shuō)或系統(tǒng)的Provider，是永久install的，也就是不會(huì)被destory的。
ContentProvider localProvider = null;
IContentProvider provider;
if (holder == null || holder.provider == null) {
try {
final java.lang.ClassLoader cl = c.getClassLoader();
localProvider = (ContentProvider)cl.
loadClass(info.name).newInstance();
provider = localProvider.getIContentProvider();
if (provider == null) {
return null;
}
localProvider.attachInfo(c, info);
} catch (java.lang.Exception e) {
}
} else {
provider = holder.provider;
}
這部分在發(fā)布的時(shí)候已經(jīng)說(shuō)了，緩存holder為null的時(shí)候，new一個(gè)實(shí)例。
IActivityManager.ContentProviderHolder retHolder;
synchronized (mProviderMap) {
IBinder jBinder = provider.asBinder();
if (localProvider != null) {
ComponentName cname = new ComponentName(info.packageName, info.name);
ProviderClientRecord pr = mLocalProvidersByName.get(cname);
if (pr != null) {
provider = pr.mProvider;
} else {
holder = new IActivityManager.ContentProviderHolder(info);
holder.provider = provider;
holder.noReleaseNeeded = true;
pr = installProviderAuthoritiesLocked(provider, localProvider, holder);
mLocalProviders.put(jBinder, pr);
mLocalProvidersByName.put(cname, pr);
}
retHolder = pr.mHolder;
} else {
...
}
如果localProvider不等于null，則意味著是new一個(gè)實(shí)例的情況，這時(shí)候還是先去獲取緩存，沒(méi)有的話再真正地new一個(gè)ContentProviderHolder實(shí)例，并把通過(guò)installProviderAuthoritiesLocked方法把相關(guān)信息存入mProviderMap中，這個(gè)就是對(duì)應(yīng)發(fā)布Provider提的那個(gè)方法。
IActivityManager.ContentProviderHolder retHolder;
synchronized (mProviderMap) {
...
} else {
ProviderRefCount prc = mProviderRefCountMap.get(jBinder);
if (prc != null) {
if (!noReleaseNeeded) {
incProviderRefLocked(prc, stable);
try {
ActivityManagerNative.getDefault().removeContentProvider(
holder.connection, stable);
}
}
} else {
ProviderClientRecord client = installProviderAuthoritiesLocked(
provider, localProvider, holder);
if (noReleaseNeeded) {
prc = new ProviderRefCount(holder, client, 1000, 1000);
} else {
prc = stable
? new ProviderRefCount(holder, client, 1, 0)
: new ProviderRefCount(holder, client, 0, 1);
}
mProviderRefCountMap.put(jBinder, prc);
}
retHolder = prc.holder;
}
如果localProvider等于空，也就意味著有holder緩存或者new時(shí)候出現(xiàn)的異常。那先從計(jì)數(shù)map中取緩存，如果緩存不為空（之前有過(guò)計(jì)數(shù)了），這時(shí)候如果設(shè)置了noReleaseNeeded，那就說(shuō)明不需要計(jì)數(shù)。如果noReleaseNeeded為false，則把計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到一個(gè)新引用上，同時(shí)銷毀舊的。
如果緩存為空，說(shuō)明之前沒(méi)有計(jì)數(shù)過(guò)。那還是先通過(guò)installProviderAuthoritiesLocked把信息保存到mProviderMap中。這時(shí)候如果noReleaseNeeded為true，把stable和非stable的數(shù)據(jù)都瞎設(shè)置了一個(gè)1000，反正用不到。。。否則就相應(yīng)的+1，并把計(jì)數(shù)器放入相應(yīng)的緩存中。最后再把holder返回。
再回到ContentResolver方法中，我們拿到了Provider的binder引用，就可以執(zhí)行相應(yīng)的方法了。
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