Android MediaScanner MediaProvider流程

• 源码解析
• 链接: [github链接，欢迎交流](https://github.com/Tecinno).
• 时序图
• MediaSacannerReeiver.java
• MediaScannerService.java
• MediaProvider.java
• MediaScanner.java
• MediaScanner.cpp
• StagefrightMediaScanner.cpp

• 修改数据库路径
• 修改数据库WAL模式

源码解析

链接: github链接，欢迎交流.

时序图

时序图是根据我自己修剪过的框架画的，有些地方跟源码不一样，但是大体是差不多的。
链接:
MediaScanner时序图.

MediaSacannerReeiver.java

接收android.intent.action.MEDIA_MOUNTED广播启动MediaScannerService

// An highlighted block
private void scan(Context context, String volume) {
Bundle args = new Bundle();
args.putString("volume", volume);
context.startService(
new Intent(context, MediaScannerService.class).putExtras(args));
}

MediaScannerService.java

第一次被启动走onCreate，将自己的线程启动

// A code block
@Override
public void onCreate() {
PowerManager pm = (PowerManager)getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
mWakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, TAG);
StorageManager storageManager = (StorageManager)getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE);
mExternalStoragePaths = storageManager.getVolumePaths();

// Start up the thread running the service.  Note that we create a
// separate thread because the service normally runs in the process's
// main thread, which we don't want to block.
Thread thr = new Thread(null, this, "MediaScannerService");
thr.start();
}

第二次启动走onStartCommand，从广播里面获取信息发送给mServiceHandler

// An highlighted block
@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
while (mServiceHandler == null) {
synchronized (this) {
try {
wait(100);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}

if (intent == null) {
Log.e(TAG, "Intent is null in onStartCommand: ",
new NullPointerException());
return Service.START_NOT_STICKY;
}

Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
msg.arg1 = startId;
msg.obj = intent.getExtras();
mServiceHandler.sendMessage(msg);

// Try again later if we are killed before we can finish scanning.
return Service.START_REDELIVER_INTENT;
}

mServiceHandler 解析路径和volume信息然后开始扫描：

// An highlighted block
private final class ServiceHandler extends Handler {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
...
scan(directories, volume);
...
}
};

scan(String[] directories, String volumeName)方法中先 openDatabase(volumeName);发消息给MedaiProvider，让数据库先准备好，然后MediaScanner scanner = new MediaScanner(this, volumeName)，scanner.scanDirectories(directories)；MediaScanner.java开始扫描。

MediaProvider.java

MediaScanner.java

具体流程可以在上面提供的时序图查看，这里主要讲解几个重要的方法：
1、prescan
prescan主要是做老数据删除，先从数据库将数据读取出来，然后判断文件存不存在，不存在就删除。

// An highlighted block
private void prescan(String filePath, boolean prescanFiles) throws RemoteException {
Cursor c = null;
String where = null;
String[] selectionArgs = null;

mPlayLists.clear();//清除列表，这个列表后面用来保存每个媒体问的信息：id，修改时间等

if (filePath != null) {//获取单个数据
// query for only one file
where = MediaStore.Files.FileColumns._ID + ">?" +
" AND " + Files.FileColumns.DATA + "=?";
selectionArgs = new String[] { "", filePath };
} else {//从数据库files表获取所有数据
where = MediaStore.Files.FileColumns._ID + ">?";
selectionArgs = new String[] { "" };
}

mDefaultRingtoneSet = wasRingtoneAlreadySet(Settings.System.RINGTONE);
mDefaultNotificationSet = wasRingtoneAlreadySet(Settings.System.NOTIFICATION_SOUND);
mDefaultAlarmSet = wasRingtoneAlreadySet(Settings.System.ALARM_ALERT);

// Tell the provider to not delete the file.
// If the file is truly gone the delete is unnecessary, and we want to avoid
// accidentally deleting files that are really there (this may happen if the
// filesystem is mounted and unmounted while the scanner is running).
Uri.Builder builder = mFilesUri.buildUpon();
builder.appendQueryParameter(MediaStore.PARAM_DELETE_DATA, "false");
MediaBulkDeleter deleter = new MediaBulkDeleter(mMediaProvider, builder.build());

// Build the list of files from the content provider
try {
if (prescanFiles) {
// First read existing files from the files table.
// Because we'll be deleting entries for missing files as we go,
// we need to query the database in small batches, to avoid problems
// with CursorWindow positioning.
long lastId = Long.MIN_VALUE;
//每次操作限制读取1000个数据
Uri limitUri = mFilesUri.buildUpon().appendQueryParameter("limit", "1000").build();

while (true) {
selectionArgs[0] = "" + lastId;
if (c != null) {
c.close();
c = null;
}
c = mMediaProvider.query(limitUri, FILES_PRESCAN_PROJECTION,
where, selectionArgs, MediaStore.Files.FileColumns._ID, null);
if (c == null) {
break;
}

int num = c.getCount();
//获取到的数据个数判断是否为0，空的话就不用处理了
if (num == 0) {
break;
}
//对1000个数据进行处理
while (c.moveToNext()) {
long rowId = c.getLong(FILES_PRESCAN_ID_COLUMN_INDEX);
String path = c.getString(FILES_PRESCAN_PATH_COLUMN_INDEX);
int format = c.getInt(FILES_PRESCAN_FORMAT_COLUMN_INDEX);
//数据库里获取文件最后修改时间
long lastModified = c.getLong(FILES_PRESCAN_DATE_MODIFIED_COLUMN_INDEX);
lastId = rowId;
// Only consider entries with absolute path names.
// This allows storing URIs in the database without the
// media scanner removing them.
if (path != null && path.startsWith("/")) {
boolean exists = false;
try {
//查询文件在系统里是否存在
exists = Os.access(path, android.system.OsConstants.F_OK);
} catch (ErrnoException e1) {
}
if (!exists && !MtpConstants.isAbstractObject(format)) {
// do not delete missing playlists, since they may have been
// modified by the user.
// The user can delete them in the media player instead.
// instead, clear the path and lastModified fields in the row
MediaFile.MediaFileType mediaFileType = MediaFile.getFileType(path);
int fileType = (mediaFileType == null ? 0 : mediaFileType.fileType);

//添加要删除的id
deleter.delete(rowId);
//如果.nomedia文件被删除了，那么就需要重新扫描这个文件夹，因为之前没有扫描。
if (path.toLowerCase(Locale.US).endsWith("/.nomedia")) {
//开始删除老数据
deleter.flush();
String parent = new File(path).getParent();
mMediaProvider.call(MediaStore.UNHIDE_CALL, parent, null);
}
}
}
}
}
}
}
}
finally {
if (c != null) {
c.close();
}
//开始删除老数据
deleter.flush();
}

// compute original size of images
mOriginalCount = 0;
c = mMediaProvider.query(mImagesUri, ID_PROJECTION, null, null, null, null);
if (c != null) {
mOriginalCount = c.getCount();
c.close();
}
}

2、beginFile
3、endFile
每个文件处理都会调用一次endfile，主要是来判别文件的类型，插入到对应的表，不过并不是每次都插入，MediaIsert.java文件会对插入的数据计数，超过250条数据就一起插入数据库，调用bulkInsert。

// An highlighted block
private Uri endFile(FileEntry entry, boolean ringtones, boolean notifications,
boolean alarms, boolean music, boolean podcasts)
throws RemoteException {
// update database

// use album artist if artist is missing
if (mArtist == null || mArtist.length() == 0) {
mArtist = mAlbumArtist;
}
//toValues保存专辑、艺术家、标题等信息，这些信息是从navie函数handleStringTag获取的，
//这个函数是通过JNI：android_media_MediaScanner.cpp调用到MediaScannerClient的
//成员函数，这个函数被MediaScannerClient：：addStringTag包装，其实最终还是被
//StagefrightMediaScanner.cpp调用，StagefrightMediaScanner中主要是从歌曲或者视频
//文件读取专辑信息，然后通过addStringTag传递给Java侧MediaScanner.java
ContentValues values = toValues();
String title = values.getAsString(MediaStore.MediaColumns.TITLE);
if (title == null || TextUtils.isEmpty(title.trim())) {
title = MediaFile.getFileTitle(values.getAsString(MediaStore.MediaColumns.DATA));
values.put(MediaStore.MediaColumns.TITLE, title);
}
String album = values.getAsString(Audio.Media.ALBUM);
if (MediaStore.UNKNOWN_STRING.equals(album)) {
album = values.getAsString(MediaStore.MediaColumns.DATA);
// extract last path segment before file name
int lastSlash = album.lastIndexOf('/');
if (lastSlash >= 0) {
int previousSlash = 0;
while (true) {
int idx = album.indexOf('/', previousSlash + 1);
if (idx < 0 || idx >= lastSlash) {
break;
}
previousSlash = idx;
}
if (previousSlash != 0) {
album = album.substring(previousSlash + 1, lastSlash);
values.put(Audio.Media.ALBUM, album);
}
}
}
//entry是在beginFile中就创建好，主要保存从数据库获取的该文件的信息，如果是新数据，
//rowId就是0
long rowId = entry.mRowId;
if (MediaFile.isAudioFileType(mFileType) && (rowId == 0 || mMtpObjectHandle != 0)) {
// Only set these for new entries. For existing entries, they
// may have been modified later, and we want to keep the current
// values so that custom ringtones still show up in the ringtone
// picker.
values.put(Audio.Media.IS_RINGTONE, ringtones);
values.put(Audio.Media.IS_NOTIFICATION, notifications);
values.put(Audio.Media.IS_ALARM, alarms);
values.put(Audio.Media.IS_MUSIC, music);
values.put(Audio.Media.IS_PODCAST, podcasts);
} else if ((mFileType == MediaFile.FILE_TYPE_JPEG
|| MediaFile.isRawImageFileType(mFileType)) && !mNoMedia) {
ExifInterface exif = null;
try {
exif = new ExifInterface(entry.mPath);
} catch (IOException ex) {
// exif is null
}
if (exif != null) {
float[] latlng = new float[2];
if (exif.getLatLong(latlng)) {
values.put(Images.Media.LATITUDE, latlng[0]);
values.put(Images.Media.LONGITUDE, latlng[1]);
}

long time = exif.getGpsDateTime();
if (time != -1) {
values.put(Images.Media.DATE_TAKEN, time);
} else {
// If no time zone information is available, we should consider using
// EXIF local time as taken time if the difference between file time
// and EXIF local time is not less than 1 Day, otherwise MediaProvider
// will use file time as taken time.
time = exif.getDateTime();
if (time != -1 && Math.abs(mLastModified * 1000 - time) >= 86400000) {
values.put(Images.Media.DATE_TAKEN, time);
}
}

int orientation = exif.getAttributeInt(
ExifInterface.TAG_ORIENTATION, -1);
if (orientation != -1) {
// We only recognize a subset of orientation tag values.
int degree;
switch(orientation) {
case ExifInterface.ORIENTATION_ROTATE_90:
degree = 90;
break;
case ExifInterface.ORIENTATION_ROTATE_180:
degree = 180;
break;
case ExifInterface.ORIENTATION_ROTATE_270:
degree = 270;
break;
default:
degree = 0;
break;
}
values.put(Images.Media.ORIENTATION, degree);
}
}
}

Uri tableUri = mFilesUri;
MediaInserter inserter = mMediaInserter;
if (!mNoMedia) {
//判断是什么类型的文件，同时创建对应的URI
if (MediaFile.isVideoFileType(mFileType)) {
tableUri = mVideoUri;
} else if (MediaFile.isImageFileType(mFileType)) {
tableUri = mImagesUri;
} else if (MediaFile.isAudioFileType(mFileType)) {
tableUri = mAudioUri;
}
}
Uri result = null;
boolean needToSetSettings = false;
// Setting a flag in order not to use bulk insert for the file related with
// notifications, ringtones, and alarms, because the rowId of the inserted file is
// needed.
if (notifications && !mDefaultNotificationSet) {
if (TextUtils.isEmpty(mDefaultNotificationFilename) ||
doesPathHaveFilename(entry.mPath, mDefaultNotificationFilename)) {
needToSetSettings = true;
}
} else if (ringtones && !mDefaultRingtoneSet) {
if (TextUtils.isEmpty(mDefaultRingtoneFilename) ||
doesPathHaveFilename(entry.mPath, mDefaultRingtoneFilename)) {
needToSetSettings = true;
}
} else if (alarms && !mDefaultAlarmSet) {
if (TextUtils.isEmpty(mDefaultAlarmAlertFilename) ||
doesPathHaveFilename(entry.mPath, mDefaultAlarmAlertFilename)) {
needToSetSettings = true;
}
}

if (rowId == 0) {
if (mMtpObjectHandle != 0) {
values.put(MediaStore.MediaColumns.MEDIA_SCANNER_NEW_OBJECT_ID, mMtpObjectHandle);
}
if (tableUri == mFilesUri) {
int format = entry.mFormat;
if (format == 0) {
format = MediaFile.getFormatCode(entry.mPath, mMimeType);
}
values.put(Files.FileColumns.FORMAT, format);
}
// New file, insert it.
// Directories need to be inserted before the files they contain, so they
// get priority when bulk inserting.
// If the rowId of the inserted file is needed, it gets inserted immediately,
// bypassing the bulk inserter.
if (inserter == null || needToSetSettings) {
if (inserter != null) {
//把数据插入数据库
inserter.flushAll();
}
result = mMediaProvider.insert(tableUri, values);
} else if (entry.mFormat == MtpConstants.FORMAT_ASSOCIATION) {
inserter.insertwithPriority(tableUri, values);
} else {
inserter.insert(tableUri, values);
}

if (result != null) {
rowId = ContentUris.parseId(result);
entry.mRowId = rowId;
}
} else {
// updated file
result = ContentUris.withAppendedId(tableUri, rowId);
// path should never change, and we want to avoid replacing mixed cased paths
// with squashed lower case paths
values.remove(MediaStore.MediaColumns.DATA);

int mediaType = 0;
if (!MediaScanner.isNoMediaPath(entry.mPath)) {
int fileType = MediaFile.getFileTypeForMimeType(mMimeType);
if (MediaFile.isAudioFileType(fileType)) {
mediaType = FileColumns.MEDIA_TYPE_AUDIO;
} else if (MediaFile.isVideoFileType(fileType)) {
mediaType = FileColumns.MEDIA_TYPE_VIDEO;
} else if (MediaFile.isImageFileType(fileType)) {
mediaType = FileColumns.MEDIA_TYPE_IMAGE;
} else if (MediaFile.isPlayListFileType(fileType)) {
mediaType = FileColumns.MEDIA_TYPE_PLAYLIST;
}
values.put(FileColumns.MEDIA_TYPE, mediaType);
}
mMediaProvider.update(result, values, null, null);
}

if(needToSetSettings) {
if (notifications) {
setRingtoneIfNotSet(Settings.System.NOTIFICATION_SOUND, tableUri, rowId);
mDefaultNotificationSet = true;
} else if (ringtones) {
setRingtoneIfNotSet(Settings.System.RINGTONE, tableUri, rowId);
mDefaultRingtoneSet = true;
} else if (alarms) {
setRingtoneIfNotSet(Settings.System.ALARM_ALERT, tableUri, rowId);
mDefaultAlarmSet = true;
}
}

return result;
}

MediaScanner.cpp

StagefrightMediaScanner.cpp

配置修改

修改数据库路径

修改数据库WAL模式

• 设置db.enableWriteAheadLogging();可以在MediaProvider写数据的时候，UI读数据不会被阻塞。读写不会阻塞，但是只允许同时只有一用户写。设置WAL模式可以提高数据库写速度，降低磁盘IO，但是读数据就会变慢。具体原理可以参考

链接: SQLite分析之WAL机制.

存在的问题

• Android MediaProvider框架对于手机扫描来说是很贴切的，但是对于汽车车载系统来说就不是很友好，因为车机可能需要用USB来存储媒体数据，新USB扫描速度很慢，手机一般不需要插USB。这节和下一节是针对车载系统的一些关于USB扫描的探讨和优化。

问题：
1、对于不同USB，MediaProvider会保留不同的数据库，占用多余磁盘空间；
2、扫描时会读取音视频文件title等信息，读取文件磁盘IO会导致扫描速度变慢，原本需要5分钟，可能就变成20分钟；
3、prescan预扫描时候可以读取数据，并且prescan后也没有明确的广播通知，如果数据被大量删除，UI会读取到已经删除的数据；
4、扫描是顺序扫描，如果一直在扫描歌曲还没扫描到视频，那么视频要等好久才能检索到；

性能优化

一、扫描方案优化

• 对于IO读写慢的问题是无法回避的，为什么要读取文件信息，因为需要添加歌曲视频的专辑标题等信息，在UI侧才能做成专辑等列表。但是从用户的角度分析，如果我U盘插入车机，要听音乐，我大体上用打开歌曲列表，或者文件夹，就可以快速找到自己想要播放的歌曲，或者是收藏列表。可能专辑风格艺术家等列表被打开的概率只有20%，但是这20%的概率却占用了扫描80%的时间，我觉得是不合理的，但是又不能不做，所以我觉得，可以先用很短的时间做成一个快表，这个快表能够提供歌曲视频列表，文件夹信息和收藏列表，之后再做专辑列表。我自己也尝试去做这个快表，如果整体扫描时间是20分钟的话，做快表的时间在5-15秒就可以完成，理论上可以达到5秒。等这个快表做成，就开始走正常的扫描流程，或者说两者一起并行运行也是可以的。

• 这个方案的缺陷就是CPU占比在一瞬间会比较高，而且原来扫描流程会慢几秒（我感觉可以省略）。

• 快表的做成我大部分是用c++/c语言写的，生成一个so库，Java调用so库来扫描和做成数据库，同时提供一个Provider给客户端调用。快速扫描功能包括预扫描删除没用的老数据、扫描数据时会判别是否存在、是否更改过，每个文件都保存上级文件夹的id，有一个歌曲表一个视频表和一个文件夹表。

• 快表的做成我已经完成80%了，由于工作问题暂时停了，如果需要可以看我GitHub： 链接:
  MediaScanner快表做成.
  UI部分我做的很随意，不要吐槽，主要还是想快速实现，所以代码也很乱，之后会整理好。

二、数据库优化

• wal模式可以提高数据的写速度；

• 同时也可以通过事务，来减少磁盘IO；

• 在插入数据时会判断数据是否存在是否更新过，这个时候需要通过路径去数据库query，所以建议做个绝对路径的索引，索引就做这个就够用了；

• 文件夹如果没有文件就不需要插入到数据库中了，所以在插入歌曲视频的时候才插入上级文件夹就可以了；

待续。。。