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作者：汪毅雄
导语： 本文描述了ContentProvider发布者和调用者这两在Framework层是如何实现的。
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。