Android7.0中关于ContentProvider组件详解

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。