ContentProvider启动流程分析（一）

作者: 一只酸奶牛哇 | 来源:发表于2016-10-12 22:32 被阅读1264次

0x01 扯东扯西的前言&概述

本片博客对应时序图上的step1—5：下接第二篇ContentProvider启动流程分析二！

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作为安卓设计的四大组件之一，是跨进程共享数据的一把利器，所谓跨进程共享数据，通俗理解就是，应用程序A可以访问操作应用程序B共享出来的数据，这些共享出来的数据一般都有其对应的URI（统一资源标识符），那么就涉及到两个过程：

提供数据内容的过程：
- A应用（比如系统联系人，日历）如果希望共享自己的数据内容（比如联系人列表，日历信息），就需要通过子类重写ContentProvider六个方法来实现，ContentProvider的六个方法的共性特征是，都接受一个URI参数，通过解析URI参数匹配相应的数据内容并将其返回；
- 当一个跨进程访问数据的请求（包含RUI参数）发出后，系统首先会校验URI权限（authority），权限校验通过后，把这个访问请求传递到对应进程（具体来说是一个应用程序）的ContentProvider组件，ContetnProvider接收到URI参数后，会解析URI路径（path），然后根据路径解析结果，提供相应的数据内容并将其返回；
- 此过程在A应用程序内部实现，当A应用程序封装好了ContentProvider实现类，需要在Mainfest清单文件中进行注册，至此，A应用程序所在的进程已经提供了访问自己所在进程数据的接口，B应用程序只需要根据数据内容的URI，发出访问请求即可；
发出访问数据请求的过程：
- B应用程序如果希望跨进程访问A应用程序共享出来的数据，需要调用Context#getContentResolver()#query()|update()|insert()|delete()，无非就是对数据内容进行增删改查操作，涉及到一个类ContentResolver，具体调用的是ContentResolver的增删改查方法；与SQLite数据库的增删改查不同，ContentResolver的增删改查方法需要接受一个URI参数，这个URI参数就是希望访问的数据内容的URI；
- 此过程在B应用程序内部实现，通过在B进程访问A进程的私有数据，完成跨进程共享数据的过程！

模拟一个跨进程请求数据的场景：A应用程序（AxxApp）在MainActivity中向B应用程序（BxxApp，也即系统自带的联系人应用）的联系人数据发起跨进程的访问请求。B应用程序中，SubContentProvider类继承ContentProvider组件类，并重写了ContentProvider的六个成员函数。

根据以上场景，当A应用程序发出访问请求，请求携带系统联系人数据URI，系统联系人数据对应的URI值是 ContactsContract.CommonDataKinds.Phone.CONTENT_URI，当访问请求发出后，系统会根据对应的URI，启动B应用程序中ContentProvider组件SubContentProvider，并把联系人数据返回给A应用程序。那么B程序的SubContentProvider组件是经过哪些调用，一步一步被启动的呢？请看时序图如下：

ContentProvider启动时序图

0x02ContentProvider启动流程分析

再来结合源码分步梳理一遍详细经过，对应时序图的step1-->step5，过程如下：

时序图step1 --> Context#getContentResolver()

在A程序进程的MainActivity中调用getContentResolver函数，根据MainActivity的多重继承关系，MainActivity继承了Activity，而Activity又继承了ContextWrapper，所以我们可以发现，因为当前Activity持有Context的引用，所以实际上调用的是ContextWrapper.getContentProvider()函数来获得ContentResolver对象，记作resolver变量。

ContextWrapper类的成员函数getContentResolver()源码如下：

public class ContextWrapper extends Context {
    Context mBase;
    ....
    @Override
    public ContentResolver getContentResolver() {
        return mBase.getContentResolver();
    }
    ....
}

可以看到ContextWrapper类的成员变量mBase指向了一个ContextImpl对象，它是在MainActivity组件启动时创建的，因此mBase.getContentResolver()实际上的调用是ContextImpl.getContentResolver()函数来获得一个ContentResolver对象resolver的。

ContextImpl类的成员函数getContentResolver()源码如下：

class ReceiverRestrictedContext extends ContextWrapper {
    ....
    private final ApplicationContentResolver mContentResolver;
    ....
    /*构造函数*/
    private ContextImpl(ContextImpl container, ActivityThread mainThread,
            LoadedApk packageInfo, IBinder activityToken, UserHandle user, boolean restricted,
            Display display, Configuration overrideConfiguration, int createDisplayWithId) {
        ....
        /*创建ApplicationContentResolver对象*/
        mContentResolver = new ApplicationContentResolver(this, mainThread, user);
    }
    
    /*返回ContentResolver对象*/
    @Override
    public ContentResolver getContentResolver() {
        return mContentResolver;
    }
}

ContextImpl类的成员变量mContentResolver，是一个ApplicationContentResolver对象，在构造方法中被创建后，直接在getContentResolver()函数中简单的被返回给调用者。
也即，MainActivity中getContentResolver()函数，最终获得的是一个ApplicationContentResolver对象；
接着就调用这个ApplicationContentResolver对象的acquireProvider()函数获取BxxApp应用程序的SubContentProvider组件的一个代理对象；
也就是获得与ContactsContract.CommonDataKinds.Phone.CONTENT_URI联系人数据URI对应的一个ContentProvider组件对象。

时序图step2,3 --> ContentResolver#acquireProvider()

ApplicationContentResolver是ContentResolver的实现类，它重写了父类的acquireProvider()函数，所以实际上调用的是ContentResolver子类ApplicationContentResolver的成员函数acquireProvider()，ApplicationContentResolver#acquireProvider()源码如下：

private static final class ApplicationContentResolver extends ContentResolver {
    private final ActivityThread mMainThread;
    ....

    public ApplicationContentResolver(
            Context context, ActivityThread mainThread, UserHandle user) {
        super(context);
        mMainThread = Preconditions.checkNotNull(mainThread);
        ....
    }

    @Override
    protected IContentProvider acquireProvider(Context context, String auth) {
        return mMainThread.acquireProvider(context,
                ContentProvider.getAuthorityWithoutUserId(auth),
                resolveUserIdFromAuthority(auth), true);
    }
}

可以看出ApplicationContentResolver类的成员变量mMainThread指向了一个ActivityThread对象，它是在构造函数中初始化的。
在函数acquireProvider内部，其实调用的是ActivityThread类的成员函数acquireProvider()，这个函数会返回一个ContentProvider组件的代理对象，而这个代理对象代理的，正是联系人数据URI对应的COntentProvider组件！

时序图step4—5 --> ActivityThread#acquireProvider()/acquireExistingProvider()

接下来看ActivityThread类的acquireProvider()函数的源码如下：

public final class ActivityThread {
    ....
    public final IContentProvider acquireProvider(
            Context c, String auth, int userId, boolean stable) {
        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);
        } ....
        holder = installProvider(c, holder, holder.info,
                true /*noisy*/, holder.noReleaseNeeded, stable);
        return holder.provider;
    }
    ....
    public final IContentProvider acquireExistingProvider(
        Context c, String auth, int userId, boolean stable) {
        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;
        }
    }
}

ActivityThread类的acquireProvider()函数中，首先通过acquireExistingProvider()函数得到一个ContentProvider组件的代理对象IContentProvider对象provider；
acquireExistingProvider()函数持有一个全局的mProviderMap变量，表示一个HashMap<ProviderClientRecord>哈希表，用来保存在当前应用程序进程中访问过的ContentProvider组件的代理ProviderClientRecord对象；
此函数的逻辑是，从mProviderMap表中获取与权限参数（auth）以及用户ID参数（userId）对应的ProviderClientRecord代理对象，并将其返回！
再回到acquireProvider()函数中，得到provider对象后进行判空，如果provider非空则直接将其返回给调用者了；
如果provider为空，接下来会先获得ActivityManagerService类的一个代理对象，接着调用ActivityManagerService代理对象的成员函数getContentProvider()来请求与权限参数（auth）以及用户ID参数（userId）对应的ContentProvider组件的代理对象；
并通过ActivityManagerService将这个代理对象返回。ActivityManagerService返回的ContentProvider组件的代理对象，使用一个ContentProviderHolder对象来进行描述。
接下来，会调用ActivityThread类的成员函数installProvider()，将这个ContentProviderHolder对象封装成一个ContentClientRecord对象，并把这个ContentClientRecord对象存入全局变量mProviderMap中。
这样如果后面再次接收到，对相同URI对应的ContentProvider的访问请求，对于每个ContentProvider组件来说了，只需要被ActivityThread请求一次即可，当再次收到相同的请求只需要从全局变量mProviderMap中将其取出来返回给调用者即可！

然后按照函数执行的先后顺序，分为两个片段，先分析ActivityManagerService代理对象（记作ActivityManagerProxy）的成员函数getContentProvider()的具体实现（对应时序图step6—19），然后再分析ActivityThread类的成员函数installProvider()的具体实现（对应时序图step20）。

0x03 参考文献与简单的结语

未完，转接下一篇：ContentProvider启动流程分析二（对应时序图step6—14）！

ContentProvider启动流程分析（一）

0x01 扯东扯西的前言&概述

0x02ContentProvider启动流程分析

0x03 参考文献与简单的结语

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