ContentProvider学习笔记

一、什么ContentProvider
。。。
二、如何使用ContentProvider
。。。
三、沙场练兵-实例操练
。。。
四、深入理解ContentProvider原理
为什么使用ContentProvider可以实现跨进程的通讯，第一反应肯定是这货和binder有关，因为android中只有稍微跟跨进程搭上边的，必定想到binder。
下面就来分析ContentProvider是怎么一步一步利用binder实现跨进程通信的：
1、首先你得创建一个ContentProvider运行在进程A,如上篇博客
AndroidManifest.xml中定义provider：
<provider

android:name=".MyContentProvider"

android:authorities="telefk"//这个很重要，Uri中的主机名，查询数据就靠它

android:enabled="true"

android:exported="true">

</provider>

2、进程B中通过如下接口来访问进程A的数据：
getContentResolver().query(uri,columns,null,null,null);
getContentResolver（）实际调用的ContextImpl.java的方法返回mContentResolver对象
此对象在ContextImpl的构造方法中实例化
mContentResolver = new ApplicationContentResolver(this, mainThread, user);
现在来看query方法，其在ContentResolver.java中定义：

public final @Nullable Cursor query(final @NonNull Uri uri, @Nullable String[] projection,
@Nullable String selection, @Nullable String[] selectionArgs,
@Nullable String sortOrder, @Nullable CancellationSignal cancellationSignal) {
Preconditions.checkNotNull(uri, "uri");
IContentProvider unstableProvider = acquireUnstableProvider(uri);//这个函数很关键，通过指定的Uri找到我们刚刚定义的provider
if (unstableProvider == null) {
return null;
}
IContentProvider stableProvider = null;
......

接下来看acquireUnstableProvider()函数：
百转千回，最终走到了刚刚返回的ApplicationContentResolver.java中

+
View Code

这里又调用了ActivityThread.java 的acquireProvider()方法，我们继续往下跟：

　　我们继续来看ActivityManagerService.java 的getContentProvider()方法:

@Override
public final ContentProviderHolder getContentProvider(
IApplicationThread caller, String name, int userId, boolean stable) {
enforceNotIsolatedCaller("getContentProvider");
if (caller == null) {
String msg = "null IApplicationThread when getting content provider "
+ name;
Slog.w(TAG, msg);
throw new SecurityException(msg);
}
// The incoming user check is now handled in checkContentProviderPermissionLocked() to deal
// with cross-user grant.
return getContentProviderImpl(caller, name, null, stable, userId);
}

肾呐～还没到头！又继续往下走，大家坚持：

//这个方法很长，我们挑选重点的分析，方法第二个参数name就是我们刚刚query传进来的uir的authority
private final ContentProviderHolder getContentProviderImpl(IApplicationThread caller,
String name, IBinder token, boolean stable, int userId) {
ContentProviderRecord cpr;//AMS中用来记录provider的，还有其他三大组件AcitityRecord、ServiceRecord、BroadcastRecord
ContentProviderConnection conn = null;
ProviderInfo cpi = null;//这个应该是PMS解析应用的AndroidManifest得来的信息
......

// First check if this content provider has been published...

cpr = mProviderMap.getProviderByName(name, userId);
......

如果发现对应的provider 已经运行，这个我们之后再分析，先分析没有运行的情况：

　　

客户端（应用B）获得cotentprovider 客户端的代理ContentProviderProxy对象，然后调用它的query方法，切记此时还是运行在自己进程中！

　　经过query方法，终于走到了应用A进程

　　cursor从进程A传到进程B，BulkCursorDescriptor肯定是Parcelable类型

大体流程是这样，难点是中间的细节，特别是获得provider这个过程非常繁琐，设计到很多数据结构和其他模块的内容，这块需要慢慢啃。

一．Android四大组件
Android四大组件是Activity, Service, Content Provider, Broadcast Receiver。
Activity作为程序界面，直接与用户交互
Service运行在后台，没有界面，完成特定的功能
ContentProvider维护应用数据，方便应用本身或其它应用访问
Broadcast Receiver提供异步广播消息接收机制，便于各应用/组件进行交互

通过AndroidManifest.xml, 可以看到一个应用使用了哪些组件：




attribute的定义可以参考http://developer.android.com/guide/topics/manifest/manifest-intro.html
下面重点探讨Content Provider的实现和使用。

二． 什么是ContentProvider
Content Provider维护特定的应用数据，并可以让其它应用轻松访问该数据。对数据使
用者来说它是数据提供者。它提供统一的接口对数据进行操作，使用者不用关心数据到底是如何存储的以及数据类型到底是什么。也就是说，Content Provider作为数据提供者，提供了对外共享本地数据一种机制，使Android应用能方便地基于该机制进行数据访问。
为了便于管理和访问，每个Content Provider必须有唯一标示，用Uri表示。Uri类似http url, 构成如下：
content://authority/path
所有Content Provider的Uri必须以content://开头，这是Android规定的。
authority是个字符串，它由开发者自己定义，用于来唯一标示一个ContentProvider。系统会根据这个标示查找ContentProvider。
path也是字符串，表示要操作的数据。可根据自己的实现逻辑来指定：

content://contacts/people表示要操作ContentProvider为contacts下的people表
content://com.android.contacts/people/#表示要操作表people中特定id的行(记录)。
content://downloads/download/10/name表示要操作id为10的行的name字段。
content://downloads/download/*表示操作download表中的所有字段。
总之，#匹配一个数字字符串，*匹配一个文本字符串。

三．ContentProvider 的实现和使用



可以看出 , 实现一个自定义的Content Provider，要基于系统提供的基类ContentProvider，需要实现6个接口。大部分接口就是类似数据库的数据操作接口，实际上Content Provider是需要创建数据库并对数据库进行操作的。完成实现之后，在Androidmanifest.xml中声明自己的Content Provider以及与Provider相关的permission声明(可以没有permission定义)。例如：




最后整个应用被编译成apk。安装之后，该应用里的contentProvider就可以被其它应用访问了。对于Provider使用者来说, 如果特定Provider有permission要求，则要在自己的Androidmanifest.xml中添加指定Permission引用, 如：



使用非常简单，Android提供了Context级别的ContentResolver对象来对Content Provider进行操作。正是因为有了ContentResolver， 使用者才不用关心Provider到底是哪个应用或哪个类实现的。只要知道它的uri就能访问。ContentResolver对象存在于每个Context中。几乎所有对象都有自己的Context。




有些情况下，Content Provider使用者想监听数据的变化，可以注册一个Observer:





四． ContentProvider内部机制

1．ContentProvider接口调用过程
ContentProvider依赖ContentResolver/ActivityThread/ActivityManagerService对外提供
服务。虽然ContentProvider的用法以及表现形式不是一个Service，实际上它可以看作是ActivityManagerService提供的一种服务, 它实现了IBinder接口。
首先调用者通过特定uri调用特定ContentProvider的接口函数，比如insert(), 此时ContentResolver会通过uri获取特定ContentProvider的实例，ActivityThread检查本地Cache，如果发现此ContentProvider已经被引用过，则直接直接取出ContentProvider返回给调用者。如果没有发现，由于 ContentProvider可能已经被load了，可能还没有load；可能要创建Process，可能要检查permission，所以ActivityThread调用到ActivityManagerService来进行相关处理/检查。如果该Provider是Single
Process，ActivityManagerService会为ContentProvider创建一个独立Process；如果是MultiProcess，说明每个调用者可以拥有独立的ContentProvider实例，于是ActivityManagerService只是返回ContentProvider的相关信息给ActivityThread，由ActivityThread负责ContentProvider的实例化，此时ContentProvider运行在调用者Process中。实例化后，IConentProvider会返回给调用者，通过该接口可以调用所需功能。
ActivityThread本地维护一个mProviderMap <ProviderName, ProviderRecord >，记录已被引用的ContentProvider, 同时使用引用计数mProviderRefCountMap <IBinder, ProviderRefCount>记录特定ContentProvider的引用情况。




2．ContentProvider实例创建过程
ContentProvider实例的创建与multiprocess属性有关系(Androidmanifest.xml里指定），个人认为理解成多进程并不准确。应该理解为ContentProvider的多实例，不会存在多个ContentProvider进程的情况，ContentProvider 可能存在多个实例。
1） 对于android:multiprocess=true的ContentProvider，意味着可以多实例，那么由调用者在自己的进程空间实例化一个ContentProvider对象，此时定义ContentProvider的App可能并没有启动




注意：ContentProvider是否多实例，还得看contentProvider的uid与调用者的uid是否相同或contentProvider的uid是System user。具体逻辑是：
public boolean canRunHere(ProcessRecord app) {
return (info.multiprocess || info.processName.equals(app.processName))
&& (uid == Process.SYSTEM_UID || uid == app.info.uid);
}

2）对于android:multiprocess=false（默认值）的ContentProvider，由系统把定义该ContentProvider的App启动起来(一个独立的Process)并实例化ContentProvider，这种ContentProvider只有一个实例，运行在自己App的Process中。所有调用者共享该ContentProvider实例，调用者与ContentProvider实例位于两个不同的Process




其中Process.start()->zygoteSendArgsAndGetPid()->ZygoteInit.runSelectLoopMode()
-> ZygoteConnection.runOnce() -> Zygote.forkAndSpecialize()->RuntimeInit.zygoteInit()
-> invokeStaticMain()->MethodAndArgsCaller.run()->Method.invokeNative
->ActivityThread.main()，这是通用的APK启动流程。

3）ContentProvider的加载/发布过程
ContentProvider不能单独发布，总是被打包到某个Android应用(apk)里。APK被安装之后，实例化之后每个Android应用都有一个Application实例，每个Activity或Service有一个ApplicationContext实例。
Android应用程序的入口函数是ActivityThread.main(), 该函数不仅创建了ActivityThread实例以及消息循环机构，而且创建了ApplicationThread实例，通过此实例向Activity Manager Service(AMS)提供IApplicationThread接口，AMS正是通过该接口调度和管理Activity。
ActivityThread通过attachApplication()把自己的ApplicationThread实例告知AMS。
AMS根据thread信息更新进程记录(ProcessRecord)并调用thread的bindApplication()进行初始化工作并创建ApplicationContext和Application实例，然后安装package里声明的所有contentProvider。 主要过程如下：



AMS维护了很多信息，其中比较重要的有：
mProcessNames： 包名(processName)和进程信息(ProcessRecord)映射表
mProvidersByName： Provider发布名和Provider信息(ContentProviderRecord)映射表
mProvidersByClass： Provider类名和Provider信息(ContentProviderRecord)映射表
conProviders：属于ProcessRecord信息，特定Process正在使用的ContentProvider及其个数映射表
pubProviders：属于ProcessRecord信息，特定Process已经Published的Provider类名和Provider信息
(ContentProviderRecord)映射表
ActivityThread维护了3个与ContentProvider相关的Map：
mProviderMap： 记录本应用已使用的Provider信息：<Provider发布名, ProviderRecord>
mProviderRefCountMap: 记录本应用已使用的Provider引用计数信息：<IBinder, ProviderRefCount>
mLocalProviders： 记录本地加载的Provider信息：<IBinder, ProviderRecord>

4）ContentProvider通知机制




注意：这个通知机制需要ContentProvider的实现者在实现insert/delete/query/update接口时调用ContentResolver的notifyChange(), 否则没法实现数据变化的通知。