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Android7.0中关于ContentProvider组件详解

2019-10-22 18:22:03
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来源:转载
供稿:网友

作为Android的四大组件之一,ContentProvider作为进程之间静态数据传递的重要手段,其在系统级别的应用中起了重大的作用。毫无疑问,ContentProvider核心机制之一也是Binder,但是和其它3大组件又有区别。因为ContentProvider涉及数据的增删查改,当数据量比较大的时候,继续用Parcel做容器效率会比较低,因此它还使用了匿名共享内存的方式。

但是有一个问题是,ContentProvider的提供者进程不再存活时,其他进程通过Provider读一个非常简单的数据时,都需要先把提供者进程启动起来(除非指定multiprocess=true),这对用户是相当不友好的。又因为其是间接通过db进行数据操作,所以效率也远不如直接操作db。因此在用户app中,不是很建议经常使用ContentProvider。不过对于系统级的app,它统一了数据操作的规范,利是远大于弊的。

ContentProvider发布

当进程第一次启动时候会调用handleBindApplication

if (!data.restrictedBackupMode) {        if (!ArrayUtils.isEmpty(data.providers)) {          installContentProviders(app, data.providers);        }      }

当xml中有provider时,进行provider的发布

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(这个方法先简单过一下,后面会继续说)

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);      }    }

这里两步把ProviderInfo通过installProvider转换成ContentProvider的Binder对象IContentProvider,并放于ContentProviderHolder中。并根据auth的不同,把发布进程的ProviderClientRecord保存在一个叫mProviderMap的成员变量中,方便第二次调用同一个ContentProvider时,无需重新到AMS中去查询。

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会遍历所有的ContentProviderHolder,然后调用mProviderMap把信息保存起来,这块接下来说。保存好之后,先去看看之前是不是已经有launch过的,如果已经有launch过的,不再重复launch。再说说这个mProviderMap,这个和ActivityThread中的mProviderMap不太一样,这个是一个成员实例,非真正的map。看看putProviderByClass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,发布的Provider实际会根据class或authority存在不同的map中。如果是单例,则分别存到相应的mSingleton map中,否则就根据userId存到相应的map中。这样发布的过程就完成了,其他进程需要使用的时候将会在AMS按需读取。

ContentReslover跨进程数据操作

当我们跨进程调用数据时候,会先调用获取用户进程的ContentResolver

context.getContentResolver().query(uri, ...); public ContentResolver getContentResolver() {    return mContentResolver;  }

而这个ContentResolver在每个进程中都存在有且唯一的实例,其在ContextImpl构造函数中就已经初始化了,其初始化的实际对象是ApplicationContentResolver。

mContentResolver = new ApplicationContentResolver(this, mainThread, user);

这个ContentResolver是活在调用者进程中的,它是作为一个类似桥梁的作用。以插入为例:

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);    }

问题就转化成了,拿到其他进程的ContentProvider的Binder对象,有了binder对象就可以跨进程调用其方法了。

ContentResolver@acquireProvider

if (!SCHEME_CONTENT.equals(uri.getScheme())) {      return null;    }    final String auth = uri.getAuthority();    if (auth != null) {      return acquireProvider(mContext, auth);    }

校验其URI,其scheme必须为content。

ApplicationContentResolver@acquireProvider

protected IContentProvider acquireProvider(Context context, String auth) {      return mMainThread.acquireProvider(context,          ContentProvider.getAuthorityWithoutUserId(auth),          resolveUserIdFromAuthority(auth), true);    }

这里面有个特别的函数会传递一个true的参数给ActivityThread,这意味本次连接是stable的。那stable和非stable的区别是什么呢?这么说吧:

Stable provider:若使用过程中,provider要是挂了,你的进程也必挂。

Unstable provider:若使用过程中,provider要是挂了,你的进程不会挂。但你会收到一个DeadObjectException的异常,可进行容错处理。

继续往下。

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;

这里面分了三步,1、寻找自身进程的缓存,有直接返回。 2、缓存没有的话,寻找AMS中的Provider。3、InstallProvider,又到了这个方法。怎么个install法?还是一会儿再说。

@acquireExistingProvider (寻找自身缓存)

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;

这一步就是读取我们发布时提到的mProviderMap中的缓存。当provider记录存在,且进程存活的情况下,则在provider引用计数不为空时则继续增加引用计数。

缓存不存在,则去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是提供保护数据的接入访问的。一般情况下,不同进程的访问只能通过IPC来进行,但那是有些情况是可以允许访问者在自己的进程中创建本地Provider来进行访问的。

这种情况是在UID必须相同的前提下,要么同一进程,要么provider设定了multiprocess为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);    }

这块步骤比较多,挑重点就是,先从AMS的ProviderMap对象中获取AMS缓存。获得后如果Provider没有launch,则AMS通知其进程install其provider。如果进程不存在,则新孵化一个进程。

@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,这个方法里面有6个参数,其中包含ContentProviderHolder、ProviderInfo、noReleaseNeeded,这几个很重要的参数。

ContentProviderHolder:当参数为空的时候,说明缓存为空,也就意味着是进程启动的时候调用发布provider。当缓存不为空的时候,还得做一些处理。

ProviderInfo:包含Provider的一些信息,不能为空。

noReleaseNeeded:为true的时候Provider对于自身进程来说或系统的Provider,是永久install的,也就是不会被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;    }

这部分在发布的时候已经说了,缓存holder为null的时候,new一个实例。

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,则意味着是new一个实例的情况,这时候还是先去获取缓存,没有的话再真正地new一个ContentProviderHolder实例,并把通过installProviderAuthoritiesLocked方法把相关信息存入mProviderMap中,这个就是对应发布Provider提的那个方法。

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,也就意味着有holder缓存或者new时候出现的异常。那先从计数map中取缓存,如果缓存不为空(之前有过计数了),这时候如果设置了noReleaseNeeded,那就说明不需要计数。如果noReleaseNeeded为false,则把计数器数据转移到一个新引用上,同时销毁旧的。

如果缓存为空,说明之前没有计数过。那还是先通过installProviderAuthoritiesLocked把信息保存到mProviderMap中。这时候如果noReleaseNeeded为true,把stable和非stable的数据都瞎设置了一个1000,反正用不到。。。否则就相应的+1,并把计数器放入相应的缓存中。最后再把holder返回。

再回到ContentResolver方法中,我们拿到了Provider的binder引用,就可以执行相应的方法了。


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