淺析調用android的content provider（一）

        在Android下，查詢聯繫人、通話記錄等，需要用到content provider。但是，調用content provider時，Android框架內部是如何做的呢？這一系列文章就是解決這個問題的，所採用的開發環境及源碼都是基於Android 1.6版本。

• 概述

       總的來說此問題分爲兩個步驟： 

1. 初始化content provider。這一階段主要是參照AndroidManifest.xml，初始化content provider。注意這裏只有當包含content provider的進程運行的時候，纔會對該進程內所有的content provider進行初始化。其它provider是按需初始化的（後續文章會介紹該問題）。  
2. 調用content provider，進行數據庫操作。這個調用通常發生在用戶定義的Activity子類的相關接口內。調用時，首先會獲取對應的content provider對象（有可能是代理對象）。然後，再調用（直接調用或者通過IBinder接口）。

       本文主要探討第一個問題：初始化content provider。

• 應用進程的管理模型

       Android框架內，應用程序Java代碼的入口爲ActivityThread.main。用來管理不同的應用的服務名稱爲activity。它的模型大致爲：

       左邊爲多個應用進程，每個進程中有個主線程ActivityThread.main，Looper.loop()是主線程的消息循環。所有的應用進程都是通過IBinder機制和ActivityManagerService進程進行交互的。應用進程爲了能調用activity服務進程的ActivityManagerService中的方法，必須通過ActivityManagerProxy類。activity服務進程則通過ApplicationThreadProxy類與服務進程的ApplicationThread通信。ApplicationThread的作用主要是將activity服務進程的調用轉換爲ActivityThread主線程中的消息，從而保證ActivityManagerService的調用是異步的。

       右邊的activity服務進程是所有應用的服務進程，用於管理應用進程。啓動新的應用進程時，會向zygote服務進程發送socket消息。zygote接收到消息後，則會啓動新的delvik虛擬機，然後運行ActivityThread.main，啓動新的應用。

• PackageManagerService

       PackageManagerService也是一個服務，是用來管理手機內所有的apk包的。調用它的方式和調用ActivityManagerService是一樣的，通過IBinder。它的初始化入口爲PackageManagerService.main：

    public static final IPackageManager main(Context context, boolean factoryTest) {
        PackageManagerService m = new PackageManagerService(context, factoryTest);
        ServiceManager.addService("package", m);
        return m;
    }

       main方法主要是創建一個PackageManagerService，然後註冊到ServiceManager中，名稱爲"package”。PackageManagerService的構造函數中，會去查找系統目錄和應用目錄下的apk文件，以獲取應用的包相關的信息；比如：包名稱，包含的Acvity、Provider等。

    // ……
    scanDirLI(mSystemAppDir, PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM, scanMode);
    // ……
    scanDirLI(mAppInstallDir, 0, scanMode);
    // ……

       scanDirLI函數中，對於每個package，使用函數scanPackageLI解析其中的信息（此處應該是讀取AndroidManifest.xml）。scanPackageLI檢查相關信息後，又會調用另一個scanPackageLI。這個函數內部會掃描到手機內所有的Provider信息：

    PackageParser.Provider p = pkg.providers.get(i);
    p.info.processName = fixProcessName(pkg.applicationInfo.processName,
            p.info.processName, pkg.applicationInfo.uid);
    mProvidersByComponent.put(new ComponentName(p.info.packageName,
            p.info.name), p);

       mProvidersByComponent保存了所有的provider信息，這部分數據源自於manifest。每個數據包含了PackageParser.Provider、包名稱和Provider的類名。

       到這裏，我們可以看到，PackageManagerService真的是用來管理手機的應用包的。通過它可以知道所有的系統可用資源。當然這些資源只是一些靜態信息。通過這些信息，可以創建應用進程、初始化相關的Android組件。

• 應用進程的初始化

       先看一下ActivityThread.main的實現，它創建了一個ActivityThread對象，初始化之後，進入消息循環。

    public static final void main(String[] args) {
        // ......
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);

        Looper.loop();

        // ......
    }

       attach函數中，回去調用ActivityManagerService.attachApplication方法。

    mgr.attachApplication(mAppThread);

       此時，會進入ActivityManagerService的進程空間，進入方法attachApplicationLocked，它會去獲取和當前客戶端應用程序關聯的Provider信息。

    List providers = generateApplicationProvidersLocked(app);

       根據上面的信息，很容易知道此處是通過PackageManagerService獲取Provider信息的。參數app表明，只是取運行在該app內的Provider。根據Android的文檔，content provider必須在對應的AndroidManifest.xml中定義。默認情況下，是運行在安裝包名稱命名的進程裏面。你也可以在android：process屬性中制定所屬的進程名稱。另一個重要的屬性android：multiprocess則可以指定provider的初始化方式，是分散在調用端進程中，從而避免進程間通信；還是隻初始化在某個進程內，各個調用端只保留provider的代理。

       隨後，通過下面的方法調用，返回到應用程序的進程空間，參數中包含了上面獲得的providers。此處的thread實際上就是應用端的ApplicationThread對象。

	thread.bindApplication(processName, app.instrumentationInfo != null
			? app.instrumentationInfo : app.info, providers,
			app.instrumentationClass, app.instrumentationProfileFile,
			app.instrumentationArguments, app.instrumentationWatcher, testMode, 
			isRestrictedBackupMode, mConfiguration, getCommonServicesLocked());

       ApplicationThread.bindApplication會發送BIND_APPLICATION消息給主線程。主線程會調用ActivityThread.handleBindApplication方法。這個函數裏面主要分兩步：一是根據需要創建Application、ApplicationContext和ApplicationContentResolver對象。因爲，有可能多個apk運行在一個進程中，那麼它們內部的組件（Component）執行的上下文（context）是不一樣的。這幾個對象實際上就是provider執行的上下文。二是根據傳遞過來的provider信息，創建provider實例，並保存在ActivityThread.mProviderMap中。具體的實例化provider過程如下（下面的代碼位於ActivityThread.handleBindApplication中）：

	List<ProviderInfo> providers = data.providers;
	if (providers != null) {
		installContentProviders(app, providers);
	}

       獲取ActivityManagerService傳遞過來的provider信息，並在本進程中初始化。具體的，installContentProviders方法中，會對每個provider調用installProvider方法：

    IContentProvider cp = installProvider(context, null, cpi, false);

       installProvider方法中，主要是實例化Provider，並保存到mProviderMap中：

	final java.lang.ClassLoader cl = c.getClassLoader();
	localProvider = (ContentProvider)cl.
		loadClass(info.name).newInstance();
	provider = localProvider.getIContentProvider();
	// ......
	// Cache the pointer for the remote provider.
	String names[] = PATTERN_SEMICOLON.split(info.authority);
	for (int i=0; i<names.length; i++) {
		ProviderRecord pr = new ProviderRecord(names[i], provider,
				localProvider);
		try {
			provider.asBinder().linkToDeath(pr, 0);
			mProviderMap.put(names[i], pr);
		} catch (RemoteException e) {
			return null;
		}
	}

       上面的installContentProviders方法執行完成之後，會調用ActivityManagerService.publishContentProviders方法，將provider註冊到ActivityManagerService中，方便其它應用進程獲取。這裏面有兩個參數，一個是ApplicationThread對象，另一個是provider實例信息。

	try {
		ActivityManagerNative.getDefault().publishContentProviders(
			getApplicationThread(), results);
	} catch (RemoteException ex) {
	}

       ActivityManagerService.publishContentProviders的實現也很簡單，主要是將provider信息保存到ActivityManagerService.mProvidersByName中。具體參見源碼。

• 總結

       本文主要介紹了Android系統內provider的初始化，Android系統默認是會初始化一些provider的，比如：ContactsProvider。它們的初始化和本文介紹的流程應該差不多，主要是在應用進程初始化時獲取provider的信息，然後實例化provider，最後將實例化的provider保存到ActivityManagerService中，供其它應用進程使用。需要說明的一點是，應用進程內可以運行多個apk中的組件。

       下一篇文章會介紹調用provider的流程。