(原创)基于Android R之ContentProvider分析

2021-03-26 0条评论 2,800次阅读 2人点赞

1. 概述

ContentProvider（内容提供器）是Android四大组件之一，提供对数据访问的统一格式，封装具体的实现。使用方无需知道底层数据的组织形式（例如数据库、文件、网络等），只需要使用ContentProvider提供的数据操作接口，即可实现增删改查操作。ContentProvider是抽象类，ContentProvider实现方需要实现下列方法

onCreate：用于初始化ContentProvider
query：查询操作，用于返回数据给调用方
insert：插入操作，用于向ContentProvider插入新的数据
update：更新操作，用于更新ContentProvider现有的数据
delete：删除操作，用于删除ContentProvider中对应的数据
getType：返回数据的MIME类型

2. 类继承关系

ContentProvider相关类的继承关系如上图所示，我们在编写ContentProvider提供者的时候，都会继承ContentProvider基类，ContentProvider实现在Android框架中，ContentProvider内部有一个mTransport成员，其类型是Transport。Transport继承了ContentProviderNative，通过类名大概可以了解到ContentProvderNative和ContentProviderProxy是Binder通信的双方，通过这种方式最终实现跨进程的数据访问。

3. 以query调用为例

ContentProvider的适用方会通过如下的代码进行调用，所以下面就按照这个调用的逻辑来做简单分析

private void queryAll() {
    Cursor cursor = context.getContentResolver().query(CourseProviders.COURSE_URI, null, null, null, null);
    if (cursor == null) {
        return;
    }
    ..............

private void queryAll() {

Cursor cursor = context.getContentResolver().query(CourseProviders.COURSE_URI, null, null, null, null);

if (cursor == null) {

return;

}

..............

3.1 getContentResolver

老套路，Context只是定义了接口，具体的实现还是在ContextImpl中

@UnsupportedAppUsage
private final ApplicationContentResolver mContentResolver;

@Override
public ContentResolver getContentResolver() {
    return mContentResolver;
}

private ContextImpl(@Nullable ContextImpl container, ...............) {
    ..........
    mContentResolver = new ApplicationContentResolver(this, mainThread);
}

@UnsupportedAppUsage

private final ApplicationContentResolver mContentResolver;

@Override

public ContentResolver getContentResolver() {

return mContentResolver;

}

private ContextImpl(@Nullable ContextImpl container, ...............) {

..........

mContentResolver = new ApplicationContentResolver(this, mainThread);

}

从上到下，根据摘取的代码可以知道，getContentResolver最后返回的是ApplicationContentResolver实例对象。

3.2 ApplicationContentResolver query调用流程

ApplicationContentResolver继承了ContentResolver，query实现在ContentResolver中

@Override
public final @Nullable Cursor query(final @RequiresPermission.Read @NonNull Uri uri,
        @Nullable String[] projection, @Nullable Bundle queryArgs,
        @Nullable CancellationSignal cancellationSignal) {
    .........
    //调用acquireUnstableProvider函数，参数为uri，函数也由ContentResolver实现
    IContentProvider unstableProvider = acquireUnstableProvider(uri);
    if (unstableProvider == null) {
        return null;
    }
    // 剩余的代码就是基于上面获取到的IContentProvider对象进行query调用
   // 后面有机会在进行分析
    ..................

@Override

public final @Nullable Cursor query(final @RequiresPermission.Read @NonNull Uri uri,

@Nullable String[] projection, @Nullable Bundle queryArgs,

@Nullable CancellationSignal cancellationSignal) {

.........

//调用acquireUnstableProvider函数，参数为uri，函数也由ContentResolver实现

IContentProvider unstableProvider = acquireUnstableProvider(uri);

if (unstableProvider == null) {

return null;

}

// 剩余的代码就是基于上面获取到的IContentProvider对象进行query调用

// 后面有机会在进行分析

..................

这里acquireUnstableProvider最后会调用到父类ApplicationContentResolver的acquireUnstableProvider，细心的同学应该还会注意到，ContentResolver内部还有一个acquireProvider方法。unstableProvider与stableProvider在ActivityThread和 AMS 都有各自独立的引用计数，区别在于使用unstableProvider的客户端进程不会受到ContentProvider服务端进程死亡的牵连，而使用stableProvider，服务端死亡将导致客户端进程也被杀死。

@Override
protected IContentProvider acquireUnstableProvider(Context c, String auth) {
     // mMainThread指向代表应用进程主线程的ActivityThread对象，
     // 每个应用进程只有一个ActivityThread对象
    return mMainThread.acquireProvider(c,
            ContentProvider.getAuthorityWithoutUserId(auth),
            resolveUserIdFromAuthority(auth), false);
}

@Override

protected IContentProvider acquireUnstableProvider(Context c, String auth) {

// mMainThread指向代表应用进程主线程的ActivityThread对象，

// 每个应用进程只有一个ActivityThread对象

return mMainThread.acquireProvider(c,

ContentProvider.getAuthorityWithoutUserId(auth),

resolveUserIdFromAuthority(auth), false);

}

acquireProvider(Uri)方法的情况与acquireUnstableProvider的情况相似，唯一要注意的是调用ActivityThread.acquireProvider方法时最后一个参数为 true 而非 false。这里因为我们调用的是acquireUnstableProvider，所以最后传递的参数为false。接下来就看ActivityThread中具体的实现

public final IContentProvider acquireProvider(
        Context c, String auth, int userId, boolean stable) {
    // 尝试调用 acquireExistingProvider 获取已有的 ContentProvider，如果成功则直接返回；
    // 方法内部通过查询mProviderMap是否存在provider，如果不存在则直接返回。
    // 如果存在判断provider的进程是否死亡，死亡则返回null。如果provider所在的进程还在，则增加引用计数。
    final IContentProvider provider = acquireExistingProvider(c, auth, userId, stable);
    if (provider != null) {
        return provider;
    }

    ContentProviderHolder holder = null;
    try {
        synchronized (getGetProviderLock(auth, userId)) {
            // 如果上述判断系统中尚未存在对应的ContentProvider，就要通过AMS进行查询
            holder = ActivityManager.getService().getContentProvider(
                    getApplicationThread(), c.getOpPackageName(), auth, userId, stable);
        }
    } catch (RemoteException ex) {
        throw ex.rethrowFromSystemServer();
    }
    if (holder == null) {
        if (UserManager.get(c).isUserUnlocked(userId)) {
            Slog.e(TAG, "Failed to find provider info for " + auth);
        } else {
            Slog.w(TAG, "Failed to find provider info for " + auth + " (user not unlocked)");
        }
        return null;
    }

    // 使用 installProvider 方法安装内容提供程序
    holder = installProvider(c, holder, holder.info,
            true /*noisy*/, holder.noReleaseNeeded, stable);
    return holder.provider;
}

public final IContentProvider acquireProvider(

Context c, String auth, int userId, boolean stable) {

// 尝试调用 acquireExistingProvider 获取已有的 ContentProvider，如果成功则直接返回；

// 方法内部通过查询mProviderMap是否存在provider，如果不存在则直接返回。

// 如果存在判断provider的进程是否死亡，死亡则返回null。如果provider所在的进程还在，则增加引用计数。

final IContentProvider provider = acquireExistingProvider(c, auth, userId, stable);

if (provider != null) {

return provider;

}

ContentProviderHolder holder = null;

try {

synchronized (getGetProviderLock(auth, userId)) {

// 如果上述判断系统中尚未存在对应的ContentProvider，就要通过AMS进行查询

holder = ActivityManager.getService().getContentProvider(

getApplicationThread(), c.getOpPackageName(), auth, userId, stable);

}

} catch (RemoteException ex) {

throw ex.rethrowFromSystemServer();

}

if (holder == null) {

if (UserManager.get(c).isUserUnlocked(userId)) {

Slog.e(TAG, "Failed to find provider info for " + auth);

} else {

Slog.w(TAG, "Failed to find provider info for " + auth + " (user not unlocked)");

}

return null;

}

// 使用 installProvider 方法安装内容提供程序

holder = installProvider(c, holder, holder.info,

true /*noisy*/, holder.noReleaseNeeded, stable);

return holder.provider;

}

1. 第一步是在查询当前进程中是否已经安装过该ContentProvider，需要注意的是运行当前代码的仍是ContentProvider的使用方
1. 如果第一步没有在本进程中查询到ContentProvider，就需要和AMS交互进行查询
1. 最后会通过installProvider安装内容提供器，这个方法我们先记住，在后面还会遇到，我们在后面做进一步分析

第三步的installProvider我们在后面还会继续做分析的，所以这里我们可以先暂时越过。现在我们假设需要使用的内容提供器还没有运行，接下来看看AMS是如何处理的。

3.3 AMS getContentProvider处理

AMS中实现的getContentProvider的主要工作还是以来于getContentProviderImpl来进行，所以我们下面直接看getContentProviderImpl

private ContentProviderHolder getContentProviderImpl(IApplicationThread caller,
        String name, IBinder token, int callingUid, String callingPackage, String callingTag,
        boolean stable, int userId) {
    ..............
    synchronized(this) {
        long startTime = SystemClock.uptimeMillis();

        ProcessRecord r = null;
        if (caller != null) {
            // 下面几句代码表示查询调用者信息
            // 如果无法获取到调用者信息，就抛出SecurityException
            r = getRecordForAppLocked(caller);
            if (r == null) {
                throw new SecurityException(
                        "Unable to find app for caller " + caller
                      + " (pid=" + Binder.getCallingPid()
                      + ") when getting content provider " + name);
            }
        }
        ...............
        // 检查请求的ContentProvider是否已经发布并记录在mProviderMap中
        cpr = mProviderMap.getProviderByName(name, userId);
        // 接着如果在当前用户中没有发布所请求的ContentProvider
       // 则在USER_SYSTEM用户中查询请求的ContentProvider是否已经发布
        if (cpr == null && userId != UserHandle.USER_SYSTEM) {
            cpr = mProviderMap.getProviderByName(name, UserHandle.USER_SYSTEM);
            if (cpr != null) {
                cpi = cpr.info;
                if (isSingleton(cpi.processName, cpi.applicationInfo,
                        cpi.name, cpi.flags)
                        && isValidSingletonCall(r == null ? callingUid : r.uid,
                                cpi.applicationInfo.uid)) {
                    userId = UserHandle.USER_SYSTEM;
                    checkCrossUser = false;
                } else {
                    cpr = null;
                    cpi = null;
                }
            }
        }

        ProcessRecord dyingProc = null;
        if (cpr != null && cpr.proc != null) {
            providerRunning = !cpr.proc.killed;
        }
       ....................

        if (providerRunning) {
            cpi = cpr.info;
            String msg;

            if (r != null && cpr.canRunHere(r)) {
                ...............// 做权限检查
                // 判断这个ContentProvider能够在调用者的进程中直接运行，
                // 就不建立调用者和当前运行进程的连接，而是使调用者启动自己的 
                // ContentProvider 实例（通过设置 holder.provider = null），向调用者返回 ContentProviderHolder。
                ContentProviderHolder holder = cpr.newHolder(null);
                holder.provider = null;
                return holder;
            }
            ............// 权限检查
            final long origId = Binder.clearCallingIdentity();

            checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: incProviderCountLocked");

            // 不能在调用者进程运行，需要连接到服务端进程，就获取一个 ContentProviderConnection，
            // 同时增加提供程序的引用计数。如果这个连接的总引用计数为 1
            // 需要更新 LruProcess 列表。最后还要调整 OOM Adj。
            conn = incProviderCountLocked(r, cpr, token, callingUid, callingPackage, callingTag,
                    stable);
            if (conn != null && (conn.stableCount+conn.unstableCount) == 1) {
                if (cpr.proc != null
                        && r != null && r.setAdj <= ProcessList.PERCEPTIBLE_LOW_APP_ADJ) {

                    checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before updateLruProcess");
                    mProcessList.updateLruProcessLocked(cpr.proc, false, null);
                    checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after updateLruProcess");
                }
            }
           .................. // 之后的代码更多的是进行OOMAdj或者LRU的调整，各位同学可自行分析
        }

         // 如果ContentProvider进程没有运行
        if (!providerRunning) {
            try {
                checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before resolveContentProvider");
                // 查询PMS，得到指定的ProviderInfo信息
                cpi = AppGlobals.getPackageManager().
                    resolveContentProvider(name,
                        STOCK_PM_FLAGS | PackageManager.GET_URI_PERMISSION_PATTERNS, userId);
                checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after resolveContentProvider");
            } catch (RemoteException ex) {
            }
            if (cpi == null) {
                return null;
            }
            // 判断ContentProvider是否为单例
            boolean singleton = isSingleton(cpi.processName, cpi.applicationInfo,
                    cpi.name, cpi.flags)
                    && isValidSingletonCall(r == null ? callingUid : r.uid,
                            cpi.applicationInfo.uid);
            if (singleton) {
                userId = UserHandle.USER_SYSTEM;
            }
            ...............// 各种权限检查

            ComponentName comp = new ComponentName(cpi.packageName, cpi.name);
            checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before getProviderByClass");
            cpr = mProviderMap.getProviderByClass(comp, userId);
            checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after getProviderByClass");
            boolean firstClass = cpr == null;
            // 初次启动ContentProvider，firstClass为true
            if (firstClass) {
                final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
                ...............// 权限检查
                try {
                    checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before getApplicationInfo");
                    // 通过PMS获取ContentProvider
                    ApplicationInfo ai =
                        AppGlobals.getPackageManager().
                            getApplicationInfo(
                                    cpi.applicationInfo.packageName,
                                    STOCK_PM_FLAGS, userId);
                    checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after getApplicationInfo");
                    if (ai == null) {
                        Slog.w(TAG, "No package info for content provider "
                                + cpi.name);
                        return null;
                    }
                    ai = getAppInfoForUser(ai, userId);
                    cpr = new ContentProviderRecord(this, cpi, ai, comp, singleton);
                } ................
            }

            checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: now have ContentProviderRecord");

            // 与前一段代码类似，判断ContentProvider是否可以直接运行在调用者的进程
            if (r != null && cpr.canRunHere(r)) {
                return cpr.newHolder(null);
            }

            // 遍历mLaunchingProviders，检查之前是否已经安排启动该ContentProvider
            final int N = mLaunchingProviders.size();
            int i;
            for (i = 0; i < N; i++) {
                if (mLaunchingProviders.get(i) == cpr) {
                    break;
                }
            }

            // 如果没有找到则尝试启动它
            if (i >= N) {
                final long origId = Binder.clearCallingIdentity();

                try {
                    try {
                        checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before set stopped state");
                        // 通过PMS，调用 PackageManager.setStoppedState 方法，使应用不能被停止；
                        AppGlobals.getPackageManager().setPackageStoppedState(
                                cpr.appInfo.packageName, false, userId);
                        checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after set stopped state");
                    } ............

                    // 尝试获取应用的ProcessRecord，如果获取成功，
                    // 调用其 ActivityThread.scheduleInstallProvider 方法；
                    ProcessRecord proc = getProcessRecordLocked(
                            cpi.processName, cpr.appInfo.uid, false);
                    if (proc != null && proc.thread != null && !proc.killed) {
                        if (!proc.pubProviders.containsKey(cpi.name)) {
                            checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: scheduling install");
                            proc.pubProviders.put(cpi.name, cpr);
                            try {
                                // 获取成功，调用scheduleInstallProvider方法
                                proc.thread.scheduleInstallProvider(cpi);
                            } catch (RemoteException e) {
                            }
                        }
                    } else {
                        checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before start process");
                        // 如果获取失败，说明应用进程没有启动，调用 AMS的 startProcessLocked 方法启动该进程
                        proc = startProcessLocked(cpi.processName,
                                cpr.appInfo, false, 0,
                                new HostingRecord("content provider",
                                    new ComponentName(cpi.applicationInfo.packageName,
                                            cpi.name)),
                                ZYGOTE_POLICY_FLAG_EMPTY, false, false, false);
                        checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after start process");
                        if (proc == null) {
                            Slog.w(TAG, "Unable to launch app "
                                    + cpi.applicationInfo.packageName + "/"
                                    + cpi.applicationInfo.uid + " for provider "
                                    + name + ": process is bad");
                            return null;
                        }
                    }
                    // 设置 cpr 的 launchingApp 变量，将其加入到 mLaunchingProviders 中。
                    cpr.launchingApp = proc;
                    mLaunchingProviders.add(cpr);
                } finally {
                    Binder.restoreCallingIdentity(origId);
                }
            }
           .................
           // 如果是首次启动，向 mProviderMap 添加 ComponentName 记录；
            if (firstClass) {
                mProviderMap.putProviderByClass(comp, cpr);
            }
            // 向 mProviderMap 添加 authorities 的记录；
            mProviderMap.putProviderByName(name, cpr);
            // 尝试获取 ContentProviderConnection，设定其 waiting 标志为 true。
            conn = incProviderCountLocked(r, cpr, token, callingUid, callingPackage, callingTag,
                    stable);
            if (conn != null) {
                conn.waiting = true;
            }
        }
        checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: done!");

        grantImplicitAccess(userId, null /*intent*/, callingUid,
                UserHandle.getAppId(cpi.applicationInfo.uid));
    }

    // 等待内容提供程序启动完成并发布。当前设置的超时时间 
    // CONTENT_PROVIDER_WAIT_TIMEOUT = 20000，单位毫秒，也就是 20 秒。
    final long timeout =
            SystemClock.uptimeMillis() + ContentResolver.CONTENT_PROVIDER_READY_TIMEOUT_MILLIS;
    boolean timedOut = false;
    synchronized (cpr) {
        while (cpr.provider == null) {
            // 判断前面设置启动是否顺利，如果出错了，直接返回null
            if (cpr.launchingApp == null) {
                Slog.w(TAG, "Unable to launch app "
                        + cpi.applicationInfo.packageName + "/"
                        + cpi.applicationInfo.uid + " for provider "
                        + name + ": launching app became null");
                EventLogTags.writeAmProviderLostProcess(
                        UserHandle.getUserId(cpi.applicationInfo.uid),
                        cpi.applicationInfo.packageName,
                        cpi.applicationInfo.uid, name);
                return null;
            }
            try {
                 // cpr 将等待 cpr.provider 就绪，直到超时时间已过或 publishContentProviders 方法调用 notify 唤醒线程。
                // 如果超时时间已过，就返回 null。
                final long wait = Math.max(0L, timeout - SystemClock.uptimeMillis());
                if (DEBUG_MU) Slog.v(TAG_MU,
                        "Waiting to start provider " + cpr
                        + " launchingApp=" + cpr.launchingApp + " for " + wait + " ms");
                if (conn != null) {
                    conn.waiting = true;
                }
                // 等待ContentProvider就绪
                cpr.wait(wait);
                if (cpr.provider == null) {
                    timedOut = true;
                    break;
                }
            } catch (InterruptedException ex) {
            } finally {
                if (conn != null) {
                    conn.waiting = false;
                }
            }
        }
    }
    if (timedOut) {
        ............. // 超时处理
    }

    return cpr.newHolder(conn);
}
}

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private ContentProviderHolder getContentProviderImpl(IApplicationThread caller,

String name, IBinder token, int callingUid, String callingPackage, String callingTag,

boolean stable, int userId) {

..............

synchronized(this) {

long startTime = SystemClock.uptimeMillis();

ProcessRecord r = null;

if (caller != null) {

// 下面几句代码表示查询调用者信息

// 如果无法获取到调用者信息，就抛出SecurityException

r = getRecordForAppLocked(caller);

if (r == null) {

throw new SecurityException(

"Unable to find app for caller " + caller

+ " (pid=" + Binder.getCallingPid()

+ ") when getting content provider " + name);

}

...............

// 检查请求的ContentProvider是否已经发布并记录在mProviderMap中

cpr = mProviderMap.getProviderByName(name, userId);

// 接着如果在当前用户中没有发布所请求的ContentProvider

// 则在USER_SYSTEM用户中查询请求的ContentProvider是否已经发布

if (cpr == null && userId != UserHandle.USER_SYSTEM) {

cpr = mProviderMap.getProviderByName(name, UserHandle.USER_SYSTEM);

if (cpr != null) {

cpi = cpr.info;

if (isSingleton(cpi.processName, cpi.applicationInfo,

cpi.name, cpi.flags)

&& isValidSingletonCall(r == null ? callingUid : r.uid,

cpi.applicationInfo.uid)) {

userId = UserHandle.USER_SYSTEM;

checkCrossUser = false;

} else {

cpr = null;

cpi = null;

}

ProcessRecord dyingProc = null;

if (cpr != null && cpr.proc != null) {

providerRunning = !cpr.proc.killed;

}

....................

if (providerRunning) {

cpi = cpr.info;

String msg;

if (r != null && cpr.canRunHere(r)) {

...............// 做权限检查

// 判断这个ContentProvider能够在调用者的进程中直接运行，

// 就不建立调用者和当前运行进程的连接，而是使调用者启动自己的

// ContentProvider 实例（通过设置 holder.provider = null），向调用者返回 ContentProviderHolder。

ContentProviderHolder holder = cpr.newHolder(null);

holder.provider = null;

return holder;

}

............// 权限检查

final long origId = Binder.clearCallingIdentity();

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: incProviderCountLocked");

// 不能在调用者进程运行，需要连接到服务端进程，就获取一个 ContentProviderConnection，

// 同时增加提供程序的引用计数。如果这个连接的总引用计数为 1

// 需要更新 LruProcess 列表。最后还要调整 OOM Adj。

conn = incProviderCountLocked(r, cpr, token, callingUid, callingPackage, callingTag,

stable);

if (conn != null && (conn.stableCount+conn.unstableCount) == 1) {

if (cpr.proc != null

&& r != null && r.setAdj <= ProcessList.PERCEPTIBLE_LOW_APP_ADJ) {

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before updateLruProcess");

mProcessList.updateLruProcessLocked(cpr.proc, false, null);

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after updateLruProcess");

}

.................. // 之后的代码更多的是进行OOMAdj或者LRU的调整，各位同学可自行分析

}

// 如果ContentProvider进程没有运行

if (!providerRunning) {

try {

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before resolveContentProvider");

// 查询PMS，得到指定的ProviderInfo信息

cpi = AppGlobals.getPackageManager().

resolveContentProvider(name,

STOCK_PM_FLAGS | PackageManager.GET_URI_PERMISSION_PATTERNS, userId);

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after resolveContentProvider");

} catch (RemoteException ex) {

}

if (cpi == null) {

return null;

}

// 判断ContentProvider是否为单例

boolean singleton = isSingleton(cpi.processName, cpi.applicationInfo,

cpi.name, cpi.flags)

&& isValidSingletonCall(r == null ? callingUid : r.uid,

cpi.applicationInfo.uid);

if (singleton) {

userId = UserHandle.USER_SYSTEM;

}

...............// 各种权限检查

ComponentName comp = new ComponentName(cpi.packageName, cpi.name);

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before getProviderByClass");

cpr = mProviderMap.getProviderByClass(comp, userId);

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after getProviderByClass");

boolean firstClass = cpr == null;

// 初次启动ContentProvider，firstClass为true

if (firstClass) {

final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

...............// 权限检查

try {

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before getApplicationInfo");

// 通过PMS获取ContentProvider

ApplicationInfo ai =

AppGlobals.getPackageManager().

getApplicationInfo(

cpi.applicationInfo.packageName,

STOCK_PM_FLAGS, userId);

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after getApplicationInfo");

if (ai == null) {

Slog.w(TAG, "No package info for content provider "

+ cpi.name);

return null;

}

ai = getAppInfoForUser(ai, userId);

cpr = new ContentProviderRecord(this, cpi, ai, comp, singleton);

} ................

}

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: now have ContentProviderRecord");

// 与前一段代码类似，判断ContentProvider是否可以直接运行在调用者的进程

if (r != null && cpr.canRunHere(r)) {

return cpr.newHolder(null);

}

// 遍历mLaunchingProviders，检查之前是否已经安排启动该ContentProvider

final int N = mLaunchingProviders.size();

int i;

for (i = 0; i < N; i++) {

if (mLaunchingProviders.get(i) == cpr) {

break;

}

// 如果没有找到则尝试启动它

if (i >= N) {

final long origId = Binder.clearCallingIdentity();

try {

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before set stopped state");

// 通过PMS，调用 PackageManager.setStoppedState 方法，使应用不能被停止；

AppGlobals.getPackageManager().setPackageStoppedState(

cpr.appInfo.packageName, false, userId);

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after set stopped state");

} ............

// 尝试获取应用的ProcessRecord，如果获取成功，

// 调用其 ActivityThread.scheduleInstallProvider 方法；

ProcessRecord proc = getProcessRecordLocked(

cpi.processName, cpr.appInfo.uid, false);

if (proc != null && proc.thread != null && !proc.killed) {

if (!proc.pubProviders.containsKey(cpi.name)) {

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: scheduling install");

proc.pubProviders.put(cpi.name, cpr);

try {

// 获取成功，调用scheduleInstallProvider方法

proc.thread.scheduleInstallProvider(cpi);

} catch (RemoteException e) {

}

} else {

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: before start process");

// 如果获取失败，说明应用进程没有启动，调用 AMS的 startProcessLocked 方法启动该进程

proc = startProcessLocked(cpi.processName,

cpr.appInfo, false, 0,

new HostingRecord("content provider",

new ComponentName(cpi.applicationInfo.packageName,

cpi.name)),

ZYGOTE_POLICY_FLAG_EMPTY, false, false, false);

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: after start process");

if (proc == null) {

Slog.w(TAG, "Unable to launch app "

+ cpi.applicationInfo.packageName + "/"

+ cpi.applicationInfo.uid + " for provider "

+ name + ": process is bad");

return null;

}

// 设置 cpr 的 launchingApp 变量，将其加入到 mLaunchingProviders 中。

cpr.launchingApp = proc;

mLaunchingProviders.add(cpr);

} finally {

Binder.restoreCallingIdentity(origId);

}

.................

// 如果是首次启动，向 mProviderMap 添加 ComponentName 记录；

if (firstClass) {

mProviderMap.putProviderByClass(comp, cpr);

}

// 向 mProviderMap 添加 authorities 的记录；

mProviderMap.putProviderByName(name, cpr);

// 尝试获取 ContentProviderConnection，设定其 waiting 标志为 true。

conn = incProviderCountLocked(r, cpr, token, callingUid, callingPackage, callingTag,

stable);

if (conn != null) {

conn.waiting = true;

}

checkTime(startTime, "getContentProviderImpl: done!");

grantImplicitAccess(userId, null /*intent*/, callingUid,

UserHandle.getAppId(cpi.applicationInfo.uid));

}

// 等待内容提供程序启动完成并发布。当前设置的超时时间

// CONTENT_PROVIDER_WAIT_TIMEOUT = 20000，单位毫秒，也就是 20 秒。

final long timeout =

SystemClock.uptimeMillis() + ContentResolver.CONTENT_PROVIDER_READY_TIMEOUT_MILLIS;

boolean timedOut = false;

synchronized (cpr) {

while (cpr.provider == null) {

// 判断前面设置启动是否顺利，如果出错了，直接返回null

if (cpr.launchingApp == null) {

Slog.w(TAG, "Unable to launch app "

+ cpi.applicationInfo.packageName + "/"

+ cpi.applicationInfo.uid + " for provider "

+ name + ": launching app became null");

EventLogTags.writeAmProviderLostProcess(

UserHandle.getUserId(cpi.applicationInfo.uid),

cpi.applicationInfo.packageName,

cpi.applicationInfo.uid, name);

return null;

}

try {

// cpr 将等待 cpr.provider 就绪，直到超时时间已过或 publishContentProviders 方法调用 notify 唤醒线程。

// 如果超时时间已过，就返回 null。

final long wait = Math.max(0L, timeout - SystemClock.uptimeMillis());

if (DEBUG_MU) Slog.v(TAG_MU,

"Waiting to start provider " + cpr

+ " launchingApp=" + cpr.launchingApp + " for " + wait + " ms");

if (conn != null) {

conn.waiting = true;

}

// 等待ContentProvider就绪

cpr.wait(wait);

if (cpr.provider == null) {

timedOut = true;

break;

}

} catch (InterruptedException ex) {

} finally {

if (conn != null) {

conn.waiting = false;

}

if (timedOut) {

............. // 超时处理

}

return cpr.newHolder(conn);

}

好了，getContentProviderImpl方法的内容非常的多，建议同学们详细的多看几次就好了。getContentProviderImpl方法的内容虽然很多，但是我们记下来关注的地方是两个，一个是如果此前该ContentProvider已经尝试启动了，则调用scheduleInstallProvider来等待其启动。如果之前ContentProvider还没有尝试启动，则调用startProcessLocked进行进程的创建和启动

scheduleInstallProvider方法分析

上一节说到，在获取ContentProvider的过程中会先尝试获取应用的ProcessRecord，如果获取成功，调用其 ActivityThread.scheduleInstallProvider方法，接下来我们就简要分析下这个scheduleInstallProvider方法，该方法是现在ActivityThread.java文件中

public void scheduleInstallProvider(ProviderInfo provider) {
    sendMessage(H.INSTALL_PROVIDER, provider);
}

public void handleMessage(Message msg) {
    ................
    case INSTALL_PROVIDER:
        handleInstallProvider((ProviderInfo) msg.obj);
        break;
   ................
}

public void handleInstallProvider(ProviderInfo info) {
    final StrictMode.ThreadPolicy oldPolicy = StrictMode.allowThreadDiskWrites();
    try {
        installContentProviders(mInitialApplication, Arrays.asList(info));
    } finally {
        StrictMode.setThreadPolicy(oldPolicy);
    }
}

private void installContentProviders(
        Context context, List<ProviderInfo> providers) {
    final ArrayList<ContentProviderHolder> results = new ArrayList<>();

    for (ProviderInfo cpi : providers) {
        if (DEBUG_PROVIDER) {
            StringBuilder buf = new StringBuilder(128);
            buf.append("Pub ");
            buf.append(cpi.authority);
            buf.append(": ");
            buf.append(cpi.name);
            Log.i(TAG, buf.toString());
        }
        ContentProviderHolder cph = installProvider(context, null, cpi,
                false /*noisy*/, true /*noReleaseNeeded*/, true /*stable*/);
        if (cph != null) {
            cph.noReleaseNeeded = true;
            results.add(cph);
        }
    }

    try {
        ActivityManager.getService().publishContentProviders(
            getApplicationThread(), results);
    } catch (RemoteException ex) {
        throw ex.rethrowFromSystemServer();
    }
}

public void scheduleInstallProvider(ProviderInfo provider) {

sendMessage(H.INSTALL_PROVIDER, provider);

}

public void handleMessage(Message msg) {

................

case INSTALL_PROVIDER:

handleInstallProvider((ProviderInfo) msg.obj);

break;

................

}

public void handleInstallProvider(ProviderInfo info) {

final StrictMode.ThreadPolicy oldPolicy = StrictMode.allowThreadDiskWrites();

try {

installContentProviders(mInitialApplication, Arrays.asList(info));

} finally {

StrictMode.setThreadPolicy(oldPolicy);

}

private void installContentProviders(

Context context, List<ProviderInfo> providers) {

final ArrayList<ContentProviderHolder> results = new ArrayList<>();

for (ProviderInfo cpi : providers) {

if (DEBUG_PROVIDER) {

StringBuilder buf = new StringBuilder(128);

buf.append("Pub ");

buf.append(cpi.authority);

buf.append(": ");

buf.append(cpi.name);

Log.i(TAG, buf.toString());

}

ContentProviderHolder cph = installProvider(context, null, cpi,

false /*noisy*/, true /*noReleaseNeeded*/, true /*stable*/);

if (cph != null) {

cph.noReleaseNeeded = true;

results.add(cph);

}

try {

ActivityManager.getService().publishContentProviders(

getApplicationThread(), results);

} catch (RemoteException ex) {

throw ex.rethrowFromSystemServer();

}

调用的流程如上，可以看到最后也是调用installProvider来进行ContentProvider的安装，这个方法我们在前面分析acquireProvider的时候有看到过，这个也一样留到最后做分析。只是要注意的是，当前调用installProvider的第二个参数传递的是null，而在acquireProvider中是有传递ContentProviderHolder对象参数的。

startProcessLocked简要分析

startProcessLocked是启动新进程会调用的一个流程，整个流程比较复杂，中间有很多流程是和我们分析ContentProvider没有太多关联的，所以就只给出startProcessLocked过程中的调用流程，总体流程可以参考下面的调用流程图做分析：

上面之分析到Zygote fork部分，到最后就和Zygote启动新进程的流程一样了，这部分网上教程也比较多，可以参考下图二（之前从网上保存的图，原出处找不到了），因为startProcessLocked过程中会传递参数android.app.ActivityThread，如下图一，在后续通过反射创建ActivityThread。所以下面的流程图（如图二）就从`ActivityThread开始了

图一：android.app.ActivityThread

图二：进程启动

在Zygote启动进程的过程中，会进行ContentProvider的安装，从流程图可以看到最后也是会调用到installContentProviders。在scheduleInstallProvider一节我们可以看到，installContentProviders最后也还是会调用到installProvider来进行的，所以这几个地方最后最后都是会跑到installProvider方法来执行。

installProvider分析

终于来到installProvider方法了，这个方法在前面已经出现过三次了

第一次是在acquireProvider过程中，最后会通过installProvider安装内容提供器，此第二个参数传递的是ContentProviderHolder实例对象，此时代码运行在调用着进程中
第二次是在scheduleInstallProvider调用过程中，此时第二个参数传递的是null
第三次是在startProcessLocked调用过程中，此时第二个参数传递的也是null

private ContentProviderHolder installProvider(Context context,
        ContentProviderHolder holder, ProviderInfo info,
        boolean noisy, boolean noReleaseNeeded, boolean stable) {
    ContentProvider localProvider = null;
    IContentProvider provider;
    // 如果holder为null，对应上述后面两种情况
    if (holder == null || holder.provider == null) {
        ...........
        Context c = null;
        ApplicationInfo ai = info.applicationInfo;
        // 下面这个if判断的作用就是为该ContentProvider找到对应的Application。
        // 在AndroidManifest.xml中，ContentProvider是Application的子标签，所以
       // ContentProvider和Application有一种对应关系。
        if (context.getPackageName().equals(ai.packageName)) {
            c = context;
        } else if (mInitialApplication != null &&
                mInitialApplication.getPackageName().equals(ai.packageName)) {
            c = mInitialApplication;
        } else {
            try {
                // 创建Context，指向对应的APK
                c = context.createPackageContext(ai.packageName,
                        Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);
            } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
                // Ignore
            }
        }
        ..............
        try {
              // 为什么一定要找到对应的Context呢？除了ContentProvider和Application的
             // 对应关系外，还有一个决定性原因：即只有对应的Context才能加载对应APK的Java字节码，
             // 从而可通过反射机制生成ContentProvider实例
            final java.lang.ClassLoader cl = c.getClassLoader();
            LoadedApk packageInfo = peekPackageInfo(ai.packageName, true);
            if (packageInfo == null) {
                // System startup case.
                packageInfo = getSystemContext().mPackageInfo;
            }
            // instantiateProvider方法内部通过Java反射机制得到真正的ContentProvider
            localProvider = packageInfo.getAppFactory()
                    .instantiateProvider(cl, info.name);
             // 从ContentProvider中取出其mTransport成员
            provider = localProvider.getIContentProvider();
            if (provider == null) {
                .............
                return null;
            }
            // 初始化该ContentProvider，attachInfo内部会调用其onCreate函数
            localProvider.attachInfo(c, info);
        } catch (java.lang.Exception e) {
            if (!mInstrumentation.onException(null, e)) {
                throw new RuntimeException(
                        "Unable to get provider " + info.name
                        + ": " + e.toString(), e);
            }
            return null;
        }
    } else {
        // 如果holder不为null，对应上述第一种情况
        // 直接从ContentProviderHolder中取出provider
        provider = holder.provider;
        if (DEBUG_PROVIDER) Slog.v(TAG, "Installing external provider " + info.authority + ": "
                + info.name);
    }

    ContentProviderHolder retHolder;

    synchronized (mProviderMap) {
        if (DEBUG_PROVIDER) Slog.v(TAG, "Checking to add " + provider
                + " / " + info.name);
        IBinder jBinder = provider.asBinder();
        // localProvider != null，说明之前走了 holder.provider == null 的分支
        // 获取了本地的 ContentProvider 实例
        if (localProvider != null) {
            // 尝试从 mLocalProvidersByName 查询对应的 ProviderClientRecord
            ComponentName cname = new ComponentName(info.packageName, info.name);
            ProviderClientRecord pr = mLocalProvidersByName.get(cname);
            // 如果找到ProviderClientRecord对象，则直接返回其 mProvider 成员；
            if (pr != null) {
                if (DEBUG_PROVIDER) {
                    Slog.v(TAG, "installProvider: lost the race, "
                            + "using existing local provider");
                }
                provider = pr.mProvider;
            } else {
                // 如果没有找到ProviderClientRecord对象，创建新的 ContentProviderHolder 对象，
                // 存入所需信息，调用installProviderAuthoritiesLocked 注册；
                holder = new 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说明引用了已有的 ContentProvider：
        } else {
            // 尝试从 mProviderRefCountMap 查询对应的 ProviderRefCount
            ProviderRefCount prc = mProviderRefCountMap.get(jBinder);
            // 如果找到ProviderRefCount对象，更新其引用计数
            if (prc != null) {
                if (DEBUG_PROVIDER) {
                    Slog.v(TAG, "installProvider: lost the race, updating ref count");
                }
                if (!noReleaseNeeded) {
                    incProviderRefLocked(prc, stable);
                    try {
                        ActivityManager.getService().removeContentProvider(
                                holder.connection, stable);
                    } catch (RemoteException e) {
                        //do nothing content provider object is dead any way
                    }
                }
            // 如果没有找到ProviderRefCount对象，调用 installProviderAuthoritiesLocked 注册
           // 创建新的引用计数，存入 mProviderRefCountMap；
            } 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);
            }
            // 使用ProviderRefCount 的 holder 成员作为返回的对象
            retHolder = prc.holder;
        }
    }
    return retHolder;
}

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private ContentProviderHolder installProvider(Context context,

ContentProviderHolder holder, ProviderInfo info,

boolean noisy, boolean noReleaseNeeded, boolean stable) {

ContentProvider localProvider = null;

IContentProvider provider;

// 如果holder为null，对应上述后面两种情况

if (holder == null || holder.provider == null) {

...........

Context c = null;

ApplicationInfo ai = info.applicationInfo;

// 下面这个if判断的作用就是为该ContentProvider找到对应的Application。

// 在AndroidManifest.xml中，ContentProvider是Application的子标签，所以

// ContentProvider和Application有一种对应关系。

if (context.getPackageName().equals(ai.packageName)) {

c = context;

} else if (mInitialApplication != null &&

mInitialApplication.getPackageName().equals(ai.packageName)) {

c = mInitialApplication;

} else {

try {

// 创建Context，指向对应的APK

c = context.createPackageContext(ai.packageName,

Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);

} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {

// Ignore

}

..............

try {

// 为什么一定要找到对应的Context呢？除了ContentProvider和Application的

// 对应关系外，还有一个决定性原因：即只有对应的Context才能加载对应APK的Java字节码，

// 从而可通过反射机制生成ContentProvider实例

final java.lang.ClassLoader cl = c.getClassLoader();

LoadedApk packageInfo = peekPackageInfo(ai.packageName, true);

if (packageInfo == null) {

// System startup case.

packageInfo = getSystemContext().mPackageInfo;

}

// instantiateProvider方法内部通过Java反射机制得到真正的ContentProvider

localProvider = packageInfo.getAppFactory()

.instantiateProvider(cl, info.name);

// 从ContentProvider中取出其mTransport成员

provider = localProvider.getIContentProvider();

if (provider == null) {

.............

return null;

}

// 初始化该ContentProvider，attachInfo内部会调用其onCreate函数

localProvider.attachInfo(c, info);

} catch (java.lang.Exception e) {

if (!mInstrumentation.onException(null, e)) {

throw new RuntimeException(

"Unable to get provider " + info.name

+ ": " + e.toString(), e);

}

return null;

}

} else {

// 如果holder不为null，对应上述第一种情况

// 直接从ContentProviderHolder中取出provider

provider = holder.provider;

if (DEBUG_PROVIDER) Slog.v(TAG, "Installing external provider " + info.authority + ": "

+ info.name);

}

ContentProviderHolder retHolder;

synchronized (mProviderMap) {

if (DEBUG_PROVIDER) Slog.v(TAG, "Checking to add " + provider

+ " / " + info.name);

IBinder jBinder = provider.asBinder();

// localProvider != null，说明之前走了 holder.provider == null 的分支

// 获取了本地的 ContentProvider 实例

if (localProvider != null) {

// 尝试从 mLocalProvidersByName 查询对应的 ProviderClientRecord

ComponentName cname = new ComponentName(info.packageName, info.name);

ProviderClientRecord pr = mLocalProvidersByName.get(cname);

// 如果找到ProviderClientRecord对象，则直接返回其 mProvider 成员；

if (pr != null) {

if (DEBUG_PROVIDER) {

Slog.v(TAG, "installProvider: lost the race, "

+ "using existing local provider");

}

provider = pr.mProvider;

} else {

// 如果没有找到ProviderClientRecord对象，创建新的 ContentProviderHolder 对象，

// 存入所需信息，调用installProviderAuthoritiesLocked 注册；

holder = new 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说明引用了已有的 ContentProvider：

} else {

// 尝试从 mProviderRefCountMap 查询对应的 ProviderRefCount

ProviderRefCount prc = mProviderRefCountMap.get(jBinder);

// 如果找到ProviderRefCount对象，更新其引用计数

if (prc != null) {

if (DEBUG_PROVIDER) {

Slog.v(TAG, "installProvider: lost the race, updating ref count");

}

if (!noReleaseNeeded) {

incProviderRefLocked(prc, stable);

try {

ActivityManager.getService().removeContentProvider(

holder.connection, stable);

} catch (RemoteException e) {

//do nothing content provider object is dead any way

}

// 如果没有找到ProviderRefCount对象，调用 installProviderAuthoritiesLocked 注册

// 创建新的引用计数，存入 mProviderRefCountMap；

} 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);

}

// 使用ProviderRefCount 的 holder 成员作为返回的对象

retHolder = prc.holder;

}

return retHolder;

}

installProvider的内容比较简单，方法最后返回获取的 ContentProviderHolder对象，其中详细的情况同学们可以看上述代码中的注释。

OK，关于获取ContentProvider的获取流程就到这里结束了。

Jimmy's Blog

Jimmy Chen

(原创)基于Android R之ContentProvider分析

1. 概述

2. 类继承关系

3. 以query调用为例

3.1 getContentResolver

3.2 ApplicationContentResolver query调用流程

3.3 AMS getContentProvider处理

scheduleInstallProvider方法分析

startProcessLocked简要分析

installProvider分析

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2. 类继承关系

3. 以query调用为例

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3.2 ApplicationContentResolver query调用流程

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