Android源码学习-ContentProvider工作流程浅析(Android8.0)

介绍

ContentProvider作为四大组件之一,它可以为其他组件或者其他应用提供数据。它会在进程启动时同时启动并发布到AMS中,现在通过源码来学习了解相关流程。

//BookProvider 继承自ContentProvider
Uri uri = Uri.parse("content://com.m1ku.testproject.provider.BookProvider");
getContentResolver().query(uri, null, null, null, null);

源码分析

从query方法作为入口切入源码

首先通过getContentResolver()获取ContentResolver对象

@Override
public ContentResolver getContentResolver() {
    return mBase.getContentResolver();
}

调用ContextImpl的方法

@Override
public ContentResolver getContentResolver() {
    return mContentResolver;
}

ContentResolver是一个抽象类,这里返回它的实现ApplicationContentResolver对象,该对象在ContextImpl构造时初始化。

调用ContentResolver的query方法

public final @Nullable Cursor query(@RequiresPermission.Read @NonNull Uri uri,
        @Nullable String[] projection, @Nullable String selection,
        @Nullable String[] selectionArgs, @Nullable String sortOrder) {
    return query(uri, projection, selection, selectionArgs, sortOrder, null);
}
public final @Nullable Cursor query(@RequiresPermission.Read @NonNull Uri uri,
        @Nullable String[] projection, @Nullable String selection,
        @Nullable String[] selectionArgs, @Nullable String sortOrder,
        @Nullable CancellationSignal cancellationSignal) {
    Bundle queryArgs = createSqlQueryBundle(selection, selectionArgs, sortOrder);
    return query(uri, projection, queryArgs, cancellationSignal);
}
public final @Nullable Cursor query(final @RequiresPermission.Read @NonNull Uri uri,
        @Nullable String[] projection, @Nullable Bundle queryArgs,
                                    @Nullable CancellationSignal cancellationSignal) {
  //...
  IContentProvider unstableProvider = acquireUnstableProvider(uri);
  //...
}

调用ApplicationContentResolver的acquireUnstableProvider

@Override
protected IContentProvider acquireUnstableProvider(Context c, String auth) {
    return mMainThread.acquireProvider(c,
            ContentProvider.getAuthorityWithoutUserId(auth),
            resolveUserIdFromAuthority(auth), false);
}

调用ActivityThread的acquireProvider

public final IContentProvider acquireProvider(
        Context c, String auth, int userId, boolean stable) {
    final IContentProvider provider = acquireExistingProvider(c, auth, userId, stable);
    if (provider != null) {
        return provider;
    }
    ContentProviderHolder holder = null;
    try {
        holder = ActivityManager.getService().getContentProvider(
                getApplicationThread(), auth, userId, stable);
    } catch (RemoteException ex) {
        throw ex.rethrowFromSystemServer();
    }
    holder = installProvider(c, holder, holder.info,
            true /*noisy*/, holder.noReleaseNeeded, stable);
    return holder.provider;
}

首先会查询该ContentProvider是否存在,如果存在的话直接将其返回。否则远程调用AMS的getContentProvider方法

@Override
public final ContentProviderHolder getContentProvider(
        IApplicationThread caller, String name, int userId, boolean stable) {
    //...
    return getContentProviderImpl(caller, name, null, stable, userId);
}
private ContentProviderHolder getContentProviderImpl(IApplicationThread caller,
                                                     String name, IBinder token, boolean stable, int userId) {
  //...
   ProcessRecord proc = getProcessRecordLocked(
                                cpi.processName, cpr.appInfo.uid, false);
                        if (proc != null && proc.thread != null && !proc.killed) {
                            if (!proc.pubProviders.containsKey(cpi.name)) {
                                                            proc.pubProviders.put(cpi.name, cpr);
                                try {
                                    proc.thread.scheduleInstallProvider(cpi);
                                } catch (RemoteException e) {
                                }
                            }
                        } else {
                            proc = startProcessLocked(cpi.processName,
                                    cpr.appInfo, false, 0, "content provider",
                                    new ComponentName(cpi.applicationInfo.packageName,
                                            cpi.name), false, false, false);
                        }
                        cpr.launchingApp = proc;
                        mLaunchingProviders.add(cpr);
  //...
}

如果ContentProvider所在的进程还未启动的话,会调用startProcessLocked启动该进程,该方法的调用栈中最终会调用Process.start方法启动进程,新进程启动后入口方法就是ActivityThread的main方法

public static void main(String[] args) {
  Looper.prepareMainLooper();

  ActivityThread thread = new ActivityThread();
  thread.attach(false);

  if (sMainThreadHandler == null) {
      sMainThreadHandler = thread.getHandler();
   }
   Looper.loop();
}

在main方法中,首先初始化了ActivityThread对象,并调用其attach方法,最后开启了主线程的消息循环。

private void attach(boolean system) {
  //...
      final IActivityManager mgr = ActivityManager.getService();
      try {
           mgr.attachApplication(mAppThread);
      } catch (RemoteException ex) {
           throw ex.rethrowFromSystemServer();
      }
  //...
}

attach方法中远程调用AMS的attachApplication方法将ApplicationThread传入到AMS中

@Override
public final void attachApplication(IApplicationThread thread) {
    synchronized (this) {
        //...
        attachApplicationLocked(thread, callingPid);
            //...
    }
}
private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread,
                                              int pid) {
  //...
  thread.bindApplication(processName, appInfo, providers,
                        app.instr.mClass,
                        profilerInfo, app.instr.mArguments,
                        app.instr.mWatcher,
                        app.instr.mUiAutomationConnection, testMode,
                        mBinderTransactionTrackingEnabled, enableTrackAllocation,
                        isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.persistent,
                        new Configuration(getGlobalConfiguration()), app.compat,
                        getCommonServicesLocked(app.isolated),
                        mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked(),
                        buildSerial);
  //...
}

调用ApplicationThread的bindApplication方法,在该方法中发送了一个H.BIND_APPLICATION类型的消息,该消息的处理方法为

private void handleBindApplication(AppBindData data) {
  //...
  final ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(this, data.info);
  //...
  final ClassLoader cl = instrContext.getClassLoader();
  mInstrumentation = (Instrumentation)
                    cl.loadClass(data.instrumentationName.getClassName()).newInstance();
  //...
  Application app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
  mInitialApplication = app;
  //...
  if (!data.restrictedBackupMode) {
          if (!ArrayUtils.isEmpty(data.providers)) {
              installContentProviders(app, data.providers);
              mH.sendEmptyMessageDelayed(H.ENABLE_JIT, 10*1000);
             }
      }
   //...
   mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);
}

首先创建了ContextImpl对象,然后用类加载器创建了Instrumentation对象,调用makeApplication

public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
                                   Instrumentation instrumentation) {
  //...
  ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
  app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                    cl, appClass, appContext);
  appContext.setOuterContext(app);
  //...

}

调用newApplication完成了Application对象的创建。在完成Application的创建后,会调用installContentProviders初始化该进程中的ContentProvider

private void installContentProviders(
        Context context, List<ProviderInfo> providers) {
    final ArrayList<ContentProviderHolder> results = new ArrayList<>();

    for (ProviderInfo cpi : providers) {
        if (DEBUG_PROVIDER) {
            StringBuilder buf = new StringBuilder(128);
            buf.append("Pub ");
            buf.append(cpi.authority);
            buf.append(": ");
            buf.append(cpi.name);
            Log.i(TAG, buf.toString());
        }
        ContentProviderHolder cph = installProvider(context, null, cpi,
                false /*noisy*/, true /*noReleaseNeeded*/, true /*stable*/);
        if (cph != null) {
            cph.noReleaseNeeded = true;
            results.add(cph);
        }
    }

    try {
        ActivityManager.getService().publishContentProviders(
            getApplicationThread(), results);
    } catch (RemoteException ex) {
        throw ex.rethrowFromSystemServer();
    }
}

遍历providers,调用installProvider方法

private ContentProviderHolder installProvider(Context context,
        ContentProviderHolder holder, ProviderInfo info,
                                              boolean noisy, boolean noReleaseNeeded, boolean stable) {
  //...
   final java.lang.ClassLoader cl = c.getClassLoader();
   localProvider = (ContentProvider)cl.loadClass(info.name).newInstance();
  //...
   localProvider.attachInfo(c, info);
}

这里通过类加载器构建了ContentProvider对象,然后调用attachInfo方法,其中回调了ContentProvider的onCreate方法,由于该方法是由主线程mH Handler执行的,所以onCreate回调在主线程中。最后远程调用AMS的publishContentProviders方法将他们保存在AMS中。ContentProvider完成创建后,在handleBindApplication中又回调了Application的onCreate方法,所以这里ContentProvider的onCreate是先于Application的onCreate方法调用的。

调用query方法查询时,我们通过acquireUnstableProvider获得的是IContentProvider这个Binder接口,而它的实现是ContentProviderNative和ContentProvider.Transport,Transport对象继承自ContentProviderNative,那么这里就是调用的Transport的query方法。这里是通过Binder来调用的,外界无法访问直接访问ContentProvider,它只能通过AMS根据Uri来获取对应的ContentProvider的Binder接口,再通过IContentProvider来访问ContentProvider中的数据源。

@Override
public Cursor query(String callingPkg, Uri uri, @Nullable String[] projection,
                    @Nullable Bundle queryArgs, @Nullable ICancellationSignal cancellationSignal) {
  //...
  Cursor cursor = ContentProvider.this.query(
                        uri, projection, queryArgs,
                        CancellationSignal.fromTransport(cancellationSignal));
  //...
}

最后就调用到了ContentProvider的query方法,这个query方法执行在Binder线程中,方法的执行结果会通过Binder返回给调用者。这里以query方法为例分析了ContentProvider的工作流程,而其他几个方法也是类似的。

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