標籤：

Android應用程序組件Content Provider的啟動過程源代碼分析

08-03

通過前面的學習，我們知道在Android系統中，Content Provider可以為不同的應用程序訪問相同的數據提供統一的入口。Content Provider一般是運行在獨立的進程中的，每一個Content Provider在系統中只有一個實例存在，其它應用程序首先要找到這個實例，然後才能訪問它的數據。那麼，系統中的Content Provider實例是由誰來負責啟動的呢？本文將回答這個問題。

Content Provider和應用程序組件Activity、Service一樣，需要在AndroidManifest.xml文件中配置之後才能使用。系統在安裝包含Content Provider的應用程序的時候，會把這些Content Provider的描述信息保存起來，其中最重要的就是Content Provider的Authority信息，Android應用程序的安裝過程具體可以參考Android應用程序安裝過程源代碼分析一文。注意，安裝應用程序的時候，並不會把相應的Content Provider載入到內存中來，系統採取的是懶載入的機制，等到第一次要使用這個Content Provider的時候，系統才會把它載入到內存中來，下次再要使用這個Content Provider的時候，就可以直接返回了。

本文以前面一篇文章Android應用程序組件Content Provider應用實例中的例子來詳細分析Content Provider的啟動過程。在Android應用程序組件Content Provider應用實例這篇文章介紹的應用程序Article中，第一次使用ArticlesProvider這個Content Provider的地方是ArticlesAdapter類的getArticleCount函數，因為MainActivity要在ListView中顯示文章信息列表時， 首先要知道ArticlesProvider中的文章信息的數量。從ArticlesAdapter類的getArticleCount函數調用開始，一直到ArticlesProvider類的onCreate函數被調用，就是ArticlesProvider的完整啟動過程，下面我們就先看看這個過程的序列圖，然後再詳細分析每一個步驟：

Step 1. ArticlesAdapter.getArticleCount

這個函數定義在前面一篇文章Android應用程序組件Content Provider應用實例介紹的應用程序Artilce源代碼工程目錄下，在文件為packages/experimental/Article/src/shy/luo/article/ArticlesAdapter.java中：

[java] view plaincopy

  1. publicclassArticlesAdapter{
  2. ......
  4. privateContentResolverresolver=null;
  6. publicArticlesAdapter(Contextcontext){
  7. resolver=context.getContentResolver();
  8. }
  10. ......
  12. publicintgetArticleCount(){
  13. intcount=0;
  15. try{
  16. IContentProviderprovider=resolver.acquireProvider(Articles.CONTENT_URI);
  17. Bundlebundle=provider.call(Articles.METHOD_GET_ITEM_COUNT,null,null);
  18. count=bundle.getInt(Articles.KEY_ITEM_COUNT,0);
  19. }catch(RemoteExceptione){
  20. e.printStackTrace();
  21. }
  23. returncount;
  24. }
  26. ......
  27. }

這個函數通過應用程序上下文的ContentResolver介面resolver的acquireProvider函數來獲得與Articles.CONTENT_URI對應的Content Provider對象的IContentProvider介面。常量Articles.CONTENT_URI是在應用程序ArticlesProvider中定義的，它的值為「content://shy.luo.providers.articles/item」，對應的Content Provider就是ArticlesProvider了。

Step 2. ContentResolver.acqireProvider

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/content/ContentResolver.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicabstractclassContentResolver{
  2. ......
  4. publicfinalIContentProvideracquireProvider(Uriuri){
  5. if(!SCHEME_CONTENT.equals(uri.getScheme())){
  6. returnnull;
  7. }
  8. Stringauth=uri.getAuthority();
  9. if(auth!=null){
  10. returnacquireProvider(mContext,uri.getAuthority());
  11. }
  12. returnnull;
  13. }
  15. ......
  16. }

函數首先驗證參數uri的scheme是否正確，即是否是以content://開頭，然後取出它的authority部分，最後調用另外一個成員函數acquireProvider執行獲取ContentProvider介面的操作。在我們這個情景中，參數uri的authority的內容便是「shy.luo.providers.articles」了。

從ContentResolver類的定義我們可以看出，它是一個抽象類，兩個參數版本的acquireProvider函數是由它的子類來實現的。回到Step 1中，這個ContentResolver介面是通過應用程序上下文Context對象的getContentResolver函數來獲得的，而應用程序上下文Context是由ContextImpl類來實現的，它定義在frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. classContextImplextendsContext{
  2. ......
  4. privateApplicationContentResolvermContentResolver;
  6. ......
  8. finalvoidinit(LoadedApkpackageInfo,
  9. IBinderactivityToken,ActivityThreadmainThread,
  10. Resourcescontainer){
  11. ......
  13. mContentResolver=newApplicationContentResolver(this,mainThread);
  15. ......
  16. }
  18. ......
  20. @Override
  21. publicContentResolvergetContentResolver(){
  22. returnmContentResolver;
  23. }
  25. ......
  26. }

ContextImpl類的init函數是在應用程序啟動的時候調用的，具體可以參考Android應用程序啟動過程源代碼分析一文中的Step 34。

因此，在上面的ContentResolver類的acquireProvider函數裡面接下來要調用的ApplicationContentResolver類的acquireProvider函數。

Step 3.ApplicationContentResolve.acquireProvider

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. classContextImplextendsContext{
  2. ......
  4. privatestaticfinalclassApplicationContentResolverextendsContentResolver{
  5. ......
  7. @Override
  8. protectedIContentProvideracquireProvider(Contextcontext,Stringname){
  9. returnmMainThread.acquireProvider(context,name);
  10. }
  12. ......
  14. privatefinalActivityThreadmMainThread;
  15. }
  17. ......
  18. }

它調用ActivityThread類的acquireProvider函數進一步執行獲取Content Provider介面的操作。

Step 4. ActivityThread.acquireProvider

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityThread{
  2. ......
  4. publicfinalIContentProvideracquireProvider(Contextc,Stringname){
  5. IContentProviderprovider=getProvider(c,name);
  6. if(provider==null)
  7. returnnull;
  8. ......
  9. returnprovider;
  10. }
  12. ......
  13. }

它又是調用了另外一個成員函數getProvider來進一步執行獲取Content Provider介面的操作。

Step 5.ActivityThread.getProvider

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityThread{
  2. ......
  4. privatefinalIContentProvidergetExistingProvider(Contextcontext,Stringname){
  5. synchronized(mProviderMap){
  6. finalProviderClientRecordpr=mProviderMap.get(name);
  7. if(pr!=null){
  8. returnpr.mProvider;
  9. }
  10. returnnull;
  11. }
  12. }
  14. ......
  16. privatefinalIContentProvidergetProvider(Contextcontext,Stringname){
  17. IContentProviderexisting=getExistingProvider(context,name);
  18. if(existing!=null){
  19. returnexisting;
  20. }
  22. IActivityManager.ContentProviderHolderholder=null;
  23. try{
  24. holder=ActivityManagerNative.getDefault().getContentProvider(
  25. getApplicationThread(),name);
  26. }catch(RemoteExceptionex){
  27. }
  29. IContentProviderprov=installProvider(context,holder.provider,
  30. holder.info,true);
  32. ......
  34. returnprov;
  35. }
  37. ......
  38. }

這個函數首先會通過getExistingProvider函數來檢查本地是否已經存在這個要獲取的ContentProvider介面，如果存在，就直接返回了。本地已經存在的ContextProvider介面保存在ActivityThread類的mProviderMap成員變數中，以ContentProvider對應的URI的authority為鍵值保存。在我們這個情景中，因為是第一次調用ArticlesProvider介面，因此，這時候通過getExistingProvider函數得到的IContentProvider介面為null，於是下面就會調用ActivityManagerService服務的getContentProvider介面來獲取一個ContentProviderHolder對象holder，這個對象就包含了我們所要獲取的ArticlesProvider介面，在將這個介面返回給調用者之後，還會調用installProvider函數來把這個介面保存在本地中，以便下次要使用這個ContentProvider介面時，直接就可以通過getExistingProvider函數獲取了。

我們先進入到ActivityManagerService服務的getContentProvider函數中看看它是如何獲取我們所需要的ArticlesProvider介面的，然後再返回來看看installProvider函數的實現。

Step 6.ActivityManagerService.getContentProvider

這個函數定義在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityManagerServiceextendsActivityManagerNative
  2. implementsWatchdog.Monitor,BatteryStatsImpl.BatteryCallback{
  3. ......
  5. publicfinalContentProviderHoldergetContentProvider(
  6. IApplicationThreadcaller,Stringname){
  7. ......
  9. returngetContentProviderImpl(caller,name);
  10. }
  12. ......
  13. }

它調用getContentProviderImpl函數來進一步執行操作。

Step 7.ActivityManagerService.getContentProviderImpl

這個函數定義在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityManagerServiceextendsActivityManagerNative
  2. implementsWatchdog.Monitor,BatteryStatsImpl.BatteryCallback{
  3. ......
  5. privatefinalContentProviderHoldergetContentProviderImpl(
  6. IApplicationThreadcaller,Stringname){
  7. ContentProviderRecordcpr;
  8. ProviderInfocpi=null;
  10. synchronized(this){
  11. ProcessRecordr=null;
  12. if(caller!=null){
  13. r=getRecordForAppLocked(caller);
  14. ......
  15. }
  17. //Firstcheckifthiscontentproviderhasbeenpublished...
  18. cpr=mProvidersByName.get(name);
  19. if(cpr!=null){
  20. ......
  21. }else{
  22. try{
  23. cpi=AppGlobals.getPackageManager().
  24. resolveContentProvider(name,
  25. STOCK_PM_FLAGS|PackageManager.GET_URI_PERMISSION_PATTERNS);
  26. }catch(RemoteExceptionex){
  27. }
  28. ......
  29. }
  31. cpr=mProvidersByClass.get(cpi.name);
  32. finalbooleanfirstClass=cpr==null;
  33. if(firstClass){
  34. try{
  35. ApplicationInfoai=
  36. AppGlobals.getPackageManager().
  37. getApplicationInfo(
  38. cpi.applicationInfo.packageName,
  39. STOCK_PM_FLAGS);
  40. ......
  41. cpr=newContentProviderRecord(cpi,ai);
  42. }catch(RemoteExceptionex){
  43. //pmisinsameprocess,thiswillneverhappen.
  44. }
  45. }
  47. if(r!=null&&cpr.canRunHere(r)){
  48. //Ifthisisamultiprocessprovider,thenjustreturnits
  49. //infoandallowthecallertoinstantiateit.Onlydo
  50. //thisiftheprovideristhesameuserasthecaller"s
  51. //process,orcanrunasroot(socanbeinanyprocess).
  52. returncpr;
  53. }
  55. ......
  57. //Thisissingleprocess,andourappisnowconnectingtoit.
  58. //Seeifwearealreadyintheprocessoflaunchingthis
  59. //provider.
  60. finalintN=mLaunchingProviders.size();
  61. inti;
  62. for(i=0;i<N;i++){
  63. if(mLaunchingProviders.get(i)==cpr){
  64. break;
  65. }
  66. }
  68. //Iftheproviderisnotalreadybeinglaunched,thengetit
  69. //started.
  70. if(i>=N){
  71. finallongorigId=Binder.clearCallingIdentity();
  72. ProcessRecordproc=startProcessLocked(cpi.processName,
  73. cpr.appInfo,false,0,"contentprovider",
  74. newComponentName(cpi.applicationInfo.packageName,
  75. cpi.name),false);
  76. ......
  77. mLaunchingProviders.add(cpr);
  78. ......
  79. }
  81. //Makesuretheproviderispublished(thesameproviderclass
  82. //maybepublishedundermultiplenames).
  83. if(firstClass){
  84. mProvidersByClass.put(cpi.name,cpr);
  85. }
  86. cpr.launchingApp=proc;
  87. mProvidersByName.put(name,cpr);
  89. ......
  90. }
  92. //Waitfortheprovidertobepublished...
  93. synchronized(cpr){
  94. while(cpr.provider==null){
  95. ......
  96. try{
  97. cpr.wait();
  98. }catch(InterruptedExceptionex){
  99. }
  100. }
  101. }
  103. returncpr;
  104. }
  106. ......
  107. }

這個函數比較長，我們一步一步地分析。 函數首先是獲取調用者的進程記錄塊信息：[java] view plaincopy

  1. ProcessRecordr=null;
  2. if(caller!=null){
  3. r=getRecordForAppLocked(caller);
  4. ......
  5. }

在我們這個情景中，要獲取的就是應用程序Article的進程記錄塊信息了，後面會用到。

在ActivityManagerService中，有兩個成員變數是用來保存系統中的Content Provider信息的，一個是mProvidersByName，一個是mProvidersByClass，前者是以Content Provider的authoriry值為鍵值來保存的，後者是以Content Provider的類名為鍵值來保存的。一個Content Provider可以有多個authority，而只有一個類來和它對應，因此，這裡要用兩個Map來保存，這裡為了方便根據不同條件來快速查找而設計的。下面的代碼就是用來檢查要獲取的Content Provider是否已經加存在的了：

[java] view plaincopy

  1. //Firstcheckifthiscontentproviderhasbeenpublished...
  2. cpr=mProvidersByName.get(name);
  3. if(cpr!=null){
  4. ......
  5. }else{
  6. try{
  7. cpi=AppGlobals.getPackageManager().
  8. resolveContentProvider(name,
  9. STOCK_PM_FLAGS|PackageManager.GET_URI_PERMISSION_PATTERNS);
  10. }catch(RemoteExceptionex){
  11. }
  12. ......
  13. }
  15. cpr=mProvidersByClass.get(cpi.name);
  16. finalbooleanfirstClass=cpr==null;
  17. if(firstClass){
  18. try{
  19. ApplicationInfoai=
  20. AppGlobals.getPackageManager().
  21. getApplicationInfo(
  22. cpi.applicationInfo.packageName,
  23. STOCK_PM_FLAGS);
  24. ......
  25. cpr=newContentProviderRecord(cpi,ai);
  26. }catch(RemoteExceptionex){
  27. //pmisinsameprocess,thiswillneverhappen.
  28. }
  29. }

在我們這個情景中，由於是第一次調用ArticlesProvider介面，因此，在mProvidersByName和mProvidersByClass兩個Map中都不存在ArticlesProvider的相關信息，因此，這裡會通過AppGlobals.getPackageManager函數來獲得PackageManagerService服務介面，然後分別通過它的resolveContentProvider和getApplicationInfo函數來分別獲取ArticlesProvider應用程序的相關信息，分別保存在cpi和cpr這兩個本地變數中。這些信息都是在安裝應用程序的過程中保存下來的，具體可以參考Android應用程序安裝過程源代碼分析一文。

接下去這個代碼判斷當前要獲取的Content Provider是否允許在客戶進程中載入，即查看一個這個Content Provider否配置了multiprocess屬性為true，如果允許在客戶進程中載入，就直接返回了這個Content Provider的信息了：

[java] view plaincopy

  1. if(r!=null&&cpr.canRunHere(r)){
  2. //Ifthisisamultiprocessprovider,thenjustreturnits
  3. //infoandallowthecallertoinstantiateit.Onlydo
  4. //thisiftheprovideristhesameuserasthecaller"s
  5. //process,orcanrunasroot(socanbeinanyprocess).
  6. returncpr;
  7. }

在我們這個情景中，要獲取的ArticlesProvider設置了要在獨立的進程中運行，因此，繼續往下執行：[java] view plaincopy

  1. //Thisissingleprocess,andourappisnowconnectingtoit.
  2. //Seeifwearealreadyintheprocessoflaunchingthis
  3. //provider.
  4. finalintN=mLaunchingProviders.size();
  5. inti;
  6. for(i=0;i<N;i++){
  7. if(mLaunchingProviders.get(i)==cpr){
  8. break;
  9. }
  10. }

系統中所有正在載入的Content Provider都保存在mLaunchingProviders成員變數中。在載入相應的Content Provider之前，首先要判斷一下它是可否正在被其它應用程序載入，如果是的話，就不用重複載入了。在我們這個情景中，沒有其它應用程序也正在載入ArticlesProvider這個Content Provider，繼續往前執行：[java] view plaincopy

  1. //Iftheproviderisnotalreadybeinglaunched,thengetit
  2. //started.
  3. if(i>=N){
  4. finallongorigId=Binder.clearCallingIdentity();
  5. ProcessRecordproc=startProcessLocked(cpi.processName,
  6. cpr.appInfo,false,0,"contentprovider",
  7. newComponentName(cpi.applicationInfo.packageName,
  8. cpi.name),false);
  9. ......
  10. mLaunchingProviders.add(cpr);
  11. ......
  12. }

這裡的條件i >= N為true，就表明沒有其它應用程序正在載入這個Content Provider，因此，就要調用startProcessLocked函數來啟動一個新的進程來載入這個Content Provider對應的類了，然後把這個正在載入的信息增加到mLaunchingProviders中去。我們先接著分析這個函數，然後再來看在新進程中載入Content Provider的過程，繼續往下執行：[java] view plaincopy

  1. //Makesuretheproviderispublished(thesameproviderclass
  2. //maybepublishedundermultiplenames).
  3. if(firstClass){
  4. mProvidersByClass.put(cpi.name,cpr);
  5. }
  6. cpr.launchingApp=proc;
  7. mProvidersByName.put(name,cpr);

這段代碼把這個Content Provider的信息分別保存到mProvidersByName和mProviderByCalss兩個Map中去，以方便後續查詢。

因為我們需要獲取的Content Provider是在新的進程中載入的，而getContentProviderImpl這個函數是在系統進程中執行的，它必須要等到要獲取的Content Provider是在新的進程中載入完成後才能返回，這樣就涉及到進程同步的問題了。這裡使用的同步方法是不斷地去檢查變數cpr的provider域是否被設置了。當要獲取的Content Provider在新的進程載入完成之後，它會通過Binder進程間通信機制調用到系統進程中，把這個cpr變數的provider域設置為已經載入好的Content Provider介面，這時候，函數getContentProviderImpl就可以返回了。下面的代碼就是用來等待要獲取的Content Provider是在新的進程中載入完成的：

[java] view plaincopy

  1. //Waitfortheprovidertobepublished...
  2. synchronized(cpr){
  3. while(cpr.provider==null){
  4. ......
  5. try{
  6. cpr.wait();
  7. }catch(InterruptedExceptionex){
  8. }
  9. }
  10. }

下面我們再分析在新進程中載入ArticlesProvider這個Content Provider的過程。

Step 8. ActivityManagerService.startProcessLocked

Step 9. Process.start

Step 10. ActivityThread.main

Step 11. ActivityThread.attach

Step 12. ActivityManagerService.attachApplication

這五步是標準的Android應用程序啟動步驟，具體可以參考Android應用程序啟動過程源代碼分析一文中的Step 23到Step 27，或者Android系統在新進程中啟動自定義服務過程（startService）的原理分析一文中的Step 4到Step 9，這裡就不再詳細描述了。

Step 13.ActivityManagerService.attachApplicationLocked

這個函數定義在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityManagerServiceextendsActivityManagerNative
  2. implementsWatchdog.Monitor,BatteryStatsImpl.BatteryCallback{
  3. ......
  5. privatefinalbooleanattachApplicationLocked(IApplicationThreadthread,
  6. intpid){
  7. //Findtheapplicationrecordthatisbeingattached...eithervia
  8. //thepidifwearerunninginmultipleprocesses,orjustpullthe
  9. //nextapprecordifweareemulatingprocesswithanonymousthreads.
  10. ProcessRecordapp;
  11. if(pid!=MY_PID&&pid>=0){
  12. synchronized(mPidsSelfLocked){
  13. app=mPidsSelfLocked.get(pid);
  14. }
  15. }elseif(mStartingProcesses.size()>0){
  16. ......
  17. }else{
  18. ......
  19. }
  21. ......
  23. app.thread=thread;
  24. app.curAdj=app.setAdj=-100;
  25. app.curSchedGroup=Process.THREAD_GROUP_DEFAULT;
  26. app.setSchedGroup=Process.THREAD_GROUP_BG_NONINTERACTIVE;
  27. app.forcingToForeground=null;
  28. app.foregroundServices=false;
  29. app.debugging=false;
  31. ......
  33. booleannormalMode=mProcessesReady||isAllowedWhileBooting(app.info);
  34. Listproviders=normalMode?generateApplicationProvidersLocked(app):null;
  36. try{
  37. ......
  39. thread.bindApplication(processName,app.instrumentationInfo!=null
  40. app.instrumentationInfo:app.info,providers,
  41. app.instrumentationClass,app.instrumentationProfileFile,
  42. app.instrumentationArguments,app.instrumentationWatcher,testMode,
  43. isRestrictedBackupMode||!normalMode,
  44. mConfiguration,getCommonServicesLocked());
  46. ......
  47. }catch(Exceptione){
  48. ......
  49. }
  51. ......
  53. returntrue;
  54. }
  56. ......
  58. privatefinalListgenerateApplicationProvidersLocked(ProcessRecordapp){
  59. Listproviders=null;
  60. try{
  61. providers=AppGlobals.getPackageManager().
  62. queryContentProviders(app.processName,app.info.uid,
  63. STOCK_PM_FLAGS|PackageManager.GET_URI_PERMISSION_PATTERNS);
  64. }catch(RemoteExceptionex){
  65. }
  66. if(providers!=null){
  67. finalintN=providers.size();
  68. for(inti=0;i<N;i++){
  69. ProviderInfocpi=
  70. (ProviderInfo)providers.get(i);
  71. ContentProviderRecordcpr=mProvidersByClass.get(cpi.name);
  72. if(cpr==null){
  73. cpr=newContentProviderRecord(cpi,app.info);
  74. mProvidersByClass.put(cpi.name,cpr);
  75. }
  76. app.pubProviders.put(cpi.name,cpr);
  77. app.addPackage(cpi.applicationInfo.packageName);
  78. ensurePackageDexOpt(cpi.applicationInfo.packageName);
  79. }
  80. }
  81. returnproviders;
  82. }
  84. ......
  85. }

這個函數首先是根據傳進來的進程ID找到相應的進程記錄塊，注意，這個進程ID是應用程序ArticlesProvider的ID，然後對這個進程記錄塊做一些初傾始化的工作。再接下來通過調用generateApplicationProvidersLocked獲得需要在這個過程中載入的Content Provider列表，在我們這個情景中，就只有ArticlesProvider這個Content Provider了。最後調用從參數傳進來的IApplicationThread對象thread的bindApplication函數來執行一些應用程序初始化工作。從Android應用程序啟動過程源代碼分析一文中我們知道，在Android系統中，每一個應用程序進程都載入了一個ActivityThread實例，在這個ActivityThread實例裡面，有一個成員變數mAppThread，它是一個Binder對象，類型為ApplicationThread，實現了IApplicationThread介面，它是專門用來和ActivityManagerService服務進行通信的。因此，調用下面語句：[java] view plaincopy

  1. thread.bindApplication(processName,app.instrumentationInfo!=null
  2. app.instrumentationInfo:app.info,providers,
  3. app.instrumentationClass,app.instrumentationProfileFile,
  4. app.instrumentationArguments,app.instrumentationWatcher,testMode,
  5. isRestrictedBackupMode||!normalMode,
  6. mConfiguration,getCommonServicesLocked());

就會進入到應用程序ArticlesProvider進程中的ApplicationThread對象的bindApplication函數中去。在我們這個情景場，這個函數調用中最重要的參數便是第三個參數providers了，它是我們要處理的對象。

Step 14. ApplicationThread.bindApplication

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityThread{
  2. ......
  4. privatefinalclassApplicationThreadextendsApplicationThreadNative{
  5. ......
  7. publicfinalvoidbindApplication(StringprocessName,
  8. ApplicationInfoappInfo,List<ProviderInfo>providers,
  9. ComponentNameinstrumentationName,StringprofileFile,
  10. BundleinstrumentationArgs,IInstrumentationWatcherinstrumentationWatcher,
  11. intdebugMode,booleanisRestrictedBackupMode,Configurationconfig,
  12. Map<String,IBinder>services){
  13. if(services!=null){
  14. //SetuptheservicecacheintheServiceManager
  15. ServiceManager.initServiceCache(services);
  16. }
  18. AppBindDatadata=newAppBindData();
  19. data.processName=processName;
  20. data.appInfo=appInfo;
  21. data.providers=providers;
  22. data.instrumentationName=instrumentationName;
  23. data.profileFile=profileFile;
  24. data.instrumentationArgs=instrumentationArgs;
  25. data.instrumentationWatcher=instrumentationWatcher;
  26. data.debugMode=debugMode;
  27. data.restrictedBackupMode=isRestrictedBackupMode;
  28. data.config=config;
  29. queueOrSendMessage(H.BIND_APPLICATION,data);
  30. }
  32. ......
  33. }
  35. ......
  36. }

這個函數把相關的信息都封裝成一個AppBindData對象，然後以一個消息的形式發送到主線程的消息隊列中去等等待處理。這個消息最終是是在ActivityThread類的handleBindApplication函數中進行處理的。

Step 15. ActivityThread.handleBindApplication

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityThread{
  2. ......
  4. privatefinalvoidhandleBindApplication(AppBindDatadata){
  5. ......
  7. List<ProviderInfo>providers=data.providers;
  8. if(providers!=null){
  9. installContentProviders(app,providers);
  10. ......
  11. }
  13. ......
  14. }
  16. ......
  17. }

這個函數的內容比較多，我們忽略了其它無關的部分，只關注和Content Provider有關的邏輯，這裡主要就是調用installContentProviders函數來在本地安裝Content Providers信息。

Step 16. ActivityThread.installContentProviders

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityThread{
  2. ......
  4. privatefinalvoidinstallContentProviders(
  5. Contextcontext,List<ProviderInfo>providers){
  6. finalArrayList<IActivityManager.ContentProviderHolder>results=
  7. newArrayList<IActivityManager.ContentProviderHolder>();
  9. Iterator<ProviderInfo>i=providers.iterator();
  10. while(i.hasNext()){
  11. ProviderInfocpi=i.next();
  12. StringBuilderbuf=newStringBuilder(128);
  13. buf.append("Pub");
  14. buf.append(cpi.authority);
  15. buf.append(":");
  16. buf.append(cpi.name);
  17. Log.i(TAG,buf.toString());
  18. IContentProvidercp=installProvider(context,null,cpi,false);
  19. if(cp!=null){
  20. IActivityManager.ContentProviderHoldercph=
  21. newIActivityManager.ContentProviderHolder(cpi);
  22. cph.provider=cp;
  23. results.add(cph);
  24. //Don"teverunloadthisproviderfromtheprocess.
  25. synchronized(mProviderMap){
  26. mProviderRefCountMap.put(cp.asBinder(),newProviderRefCount(10000));
  27. }
  28. }
  29. }
  31. try{
  32. ActivityManagerNative.getDefault().publishContentProviders(
  33. getApplicationThread(),results);
  34. }catch(RemoteExceptionex){
  35. }
  36. }
  38. ......
  39. }

這個函數主要是做了兩件事情，一是調用installProvider來在本地安裝每一個Content Proivder的信息，並且為每一個Content Provider創建一個ContentProviderHolder對象來保存相關的信息。ContentProviderHolder對象是一個Binder對象，是用來把Content Provider的信息傳遞給ActivityManagerService服務的。當這些Content Provider都處理好了以後，還要調用ActivityManagerService服務的publishContentProviders函數來通知ActivityManagerService服務，這個進程中所要載入的Content Provider，都已經準備完畢了，而ActivityManagerService服務的publishContentProviders函數的作用就是用來喚醒在前面Step 7等待的線程的了。我們先來看installProvider的實現，然後再來看ActivityManagerService服務的publishContentProviders函數的實現。

Step 17.ActivityThread.installProvider

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityThread{
  2. ......
  4. privatefinalIContentProviderinstallProvider(Contextcontext,
  5. IContentProviderprovider,ProviderInfoinfo,booleannoisy){
  6. ContentProviderlocalProvider=null;
  7. if(provider==null){
  8. ......
  10. Contextc=null;
  11. ApplicationInfoai=info.applicationInfo;
  12. if(context.getPackageName().equals(ai.packageName)){
  13. c=context;
  14. }elseif(mInitialApplication!=null&&
  15. mInitialApplication.getPackageName().equals(ai.packageName)){
  16. c=mInitialApplication;
  17. }else{
  18. try{
  19. c=context.createPackageContext(ai.packageName,
  20. Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);
  21. }catch(PackageManager.NameNotFoundExceptione){
  22. }
  23. }
  25. ......
  27. try{
  28. finaljava.lang.ClassLoadercl=c.getClassLoader();
  29. localProvider=(ContentProvider)cl.
  30. loadClass(info.name).newInstance();
  31. provider=localProvider.getIContentProvider();
  32. ......
  34. //XXXNeedtocreatethecorrectcontextforthisprovider.
  35. localProvider.attachInfo(c,info);
  36. }catch(java.lang.Exceptione){
  37. ......
  38. }
  40. }elseif(localLOGV){
  41. ......
  42. }
  44. synchronized(mProviderMap){
  45. //Cachethepointerfortheremoteprovider.
  46. Stringnames[]=PATTERN_SEMICOLON.split(info.authority);
  47. for(inti=0;i<names.length;i++){
  48. ProviderClientRecordpr=newProviderClientRecord(names[i],provider,
  49. localProvider);
  50. try{
  51. provider.asBinder().linkToDeath(pr,0);
  52. mProviderMap.put(names[i],pr);
  53. }catch(RemoteExceptione){
  54. returnnull;
  55. }
  56. }
  57. if(localProvider!=null){
  58. mLocalProviders.put(provider.asBinder(),
  59. newProviderClientRecord(null,provider,localProvider));
  60. }
  61. }
  63. returnprovider;
  64. }
  66. ......
  67. }

這個函數的作用主要就是在應用程序進程中把相應的Content Provider類載入進來了，在我們這個種情景中，就是要在ArticlesProvider這個應用程序中把ArticlesProvider這個Content Provider類載入到內存中來了：[java] view plaincopy

  1. finaljava.lang.ClassLoadercl=c.getClassLoader();
  2. localProvider=(ContentProvider)cl.
  3. loadClass(info.name).newInstance();

接著通過調用localProvider的getIContentProvider函數來獲得一個Binder對象，這個Binder對象返回給installContentProviders函數之後，就會傳到ActivityManagerService中去，後續其它應用程序就是通過獲得這個Binder對象來和相應的Content Provider進行通信的了。我們先看一下這個函數的實現，然後再回到installProvider函數中繼續分析。

Step 18. ContentProvider.getIContentProvider

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/content/ContentProvider.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicabstractclassContentProviderimplementsComponentCallbacks{
  2. ......
  4. privateTransportmTransport=newTransport();
  6. ......
  8. classTransportextendsContentProviderNative{
  9. ......
  10. }
  12. publicIContentProvidergetIContentProvider(){
  13. returnmTransport;
  14. }
  16. ......
  17. }

從這裡我們可以看出，ContentProvider類和Transport類的關係就類似於ActivityThread和ApplicationThread的關係，其它應用程序不是直接調用ContentProvider介面來訪問它的數據，而是通過調用它的內部對象mTransport來間接調用ContentProvider的介面，這一點我們在下一篇文章中分析調用Content Provider介面來獲取共享數據時將會看到。 回到前面的installProvider函數中，它接下來調用下面介面來初始化剛剛載入好的Content Provider：[java] view plaincopy

  1. //XXXNeedtocreatethecorrectcontextforthisprovider.
  2. localProvider.attachInfo(c,info);

同樣，我們先進入到ContentProvider類的attachInfo函數去看看它的實現，然後再回到installProvider函數來。

Step 19.ContentProvider.attachInfo

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/content/ContentProvider.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicabstractclassContentProviderimplementsComponentCallbacks{
  2. ......
  4. publicvoidattachInfo(Contextcontext,ProviderInfoinfo){
  5. /*
  6. *Onlyallowittobesetonce,soafterthecontentservicegives
  7. *thistousclientscan"tchangeit.
  8. */
  9. if(mContext==null){
  10. mContext=context;
  11. mMyUid=Process.myUid();
  12. if(info!=null){
  13. setReadPermission(info.readPermission);
  14. setWritePermission(info.writePermission);
  15. setPathPermissions(info.pathPermissions);
  16. mExported=info.exported;
  17. }
  18. ContentProvider.this.onCreate();
  19. }
  20. }
  22. ......
  23. }

這個函數很簡單，主要就是根據這個Content Provider的信息info來設置相應的讀寫許可權，然後調用它的子類的onCreate函數來讓子類執行一些初始化的工作。在我們這個情景中，這個子類就是ArticlesProvide應用程序中的ArticlesProvider類了。

Step 20. ArticlesProvider.onCreate

這個函數定義在前面一篇文章Android應用程序組件Content Provider應用實例介紹的應用程序ArtilcesProvider源代碼工程目錄下，在文件為packages/experimental/ArticlesProvider/src/shy/luo/providers/articles/ArticlesProvider.java中：

[java] view plaincopy

  1. publicclassArticlesProviderextendsContentProvider{
  2. ......
  4. @Override
  5. publicbooleanonCreate(){
  6. Contextcontext=getContext();
  7. resolver=context.getContentResolver();
  8. dbHelper=newDBHelper(context,DB_NAME,null,DB_VERSION);
  10. returntrue;
  11. }
  13. ......
  14. }

這個函數主要執行一些簡單的工作，例如，獲得應用程序上下文的ContentResolver介面和創建資料庫操作輔助對象，具體可以參考前面一篇文章Android應用程序組件Content Provider應用實例。

回到前面Step 17中的installProvider函數中，它接下來就是把這些在本地中載入的Content Provider信息保存下來了，以方便後面查詢和使用：

[java] view plaincopy

  1. synchronized(mProviderMap){
  2. //Cachethepointerfortheremoteprovider.
  3. Stringnames[]=PATTERN_SEMICOLON.split(info.authority);
  4. for(inti=0;i<names.length;i++){
  5. ProviderClientRecordpr=newProviderClientRecord(names[i],provider,
  6. localProvider);
  7. try{
  8. provider.asBinder().linkToDeath(pr,0);
  9. mProviderMap.put(names[i],pr);
  10. }catch(RemoteExceptione){
  11. returnnull;
  12. }
  13. }
  14. if(localProvider!=null){
  15. mLocalProviders.put(provider.asBinder(),
  16. newProviderClientRecord(null,provider,localProvider));
  17. }
  18. }

和ActivityMangerService類似，在ActivityThread中，以Content Provider的authority為鍵值來把這個Content Provider的信息保存在mProviderMap成員變數中，因為一個Content Provider可以對應多個authority，因此這裡用一個for循環來處理，同時又以這個Content Provider對應的Binder對象provider來鍵值來把這個Content Provider的信息保存在mLocalProviders成員變數中，表明這是一個在本地載入的Content Provider。

函數installProvider執行完成以後，返回到Step 16中的instalContentProviders函數中，執行下面語句：

[java] view plaincopy

  1. try{
  2. ActivityManagerNative.getDefault().publishContentProviders(
  3. getApplicationThread(),results);
  4. }catch(RemoteExceptionex){
  5. }

前面已經提到，這個函數調用的作用就是通知ActivityMangerService，需要在這個進程中載入的Content Provider已經完載入完成了，參數results就包含了這些已經載入好的Content Provider介面。

Step 21. ActivityMangerService.publishContentProviders

這個函數定義在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityManagerServiceextendsActivityManagerNative
  2. implementsWatchdog.Monitor,BatteryStatsImpl.BatteryCallback{
  3. ......
  5. publicfinalvoidpublishContentProviders(IApplicationThreadcaller,
  6. List<ContentProviderHolder>providers){
  7. ......
  9. synchronized(this){
  10. finalProcessRecordr=getRecordForAppLocked(caller);
  11. ......
  13. finalintN=providers.size();
  14. for(inti=0;i<N;i++){
  15. ContentProviderHoldersrc=providers.get(i);
  16. if(src==null||src.info==null||src.provider==null){
  17. continue;
  18. }
  19. ContentProviderRecorddst=r.pubProviders.get(src.info.name);
  20. if(dst!=null){
  21. mProvidersByClass.put(dst.info.name,dst);
  22. Stringnames[]=dst.info.authority.split(";");
  23. for(intj=0;j<names.length;j++){
  24. mProvidersByName.put(names[j],dst);
  25. }
  27. intNL=mLaunchingProviders.size();
  28. intj;
  29. for(j=0;j<NL;j++){
  30. if(mLaunchingProviders.get(j)==dst){
  31. mLaunchingProviders.remove(j);
  32. j--;
  33. NL--;
  34. }
  35. }
  36. synchronized(dst){
  37. dst.provider=src.provider;
  38. dst.app=r;
  39. dst.notifyAll();
  40. }
  41. ......
  42. }
  43. }
  44. }
  45. }
  47. ......
  48. }

在我們這個情景中，只有一個Content Provider，因此，這裡的N等待1。在中間的for循環裡面，最重要的是下面這個語句：[java] view plaincopy

  1. ContentProviderRecorddst=r.pubProviders.get(src.info.name);

從這裡得到的ContentProviderRecord對象dst，就是在前面Step 7中創建的ContentProviderRecord對象cpr了。在for循環中，首先是把這個Content Provider信息保存好在mProvidersByClass和mProvidersByName中：[java] view plaincopy

  1. mProvidersByClass.put(dst.info.name,dst);
  2. Stringnames[]=dst.info.authority.split(";");
  3. for(intj=0;j<names.length;j++){
  4. mProvidersByName.put(names[j],dst);
  5. }

前面已經說過，這兩個Map中，一個是以類名為鍵值保存Content Provider信息，一個是以authority為鍵值保存Content Provider信息。

因為這個Content Provider已經載入好了，因此，把它從mLaunchingProviders列表中刪除：

[java] view plaincopy

  1. intNL=mLaunchingProviders.size();
  2. intj;
  3. for(j=0;j<NL;j++){
  4. if(mLaunchingProviders.get(j)==dst){
  5. mLaunchingProviders.remove(j);
  6. j--;
  7. NL--;
  8. }
  9. }

最後，設置這個ContentProviderRecord對象dst的provider域為從參數傳進來的Content Provider遠程介面：[java] view plaincopy

  1. synchronized(dst){
  2. dst.provider=src.provider;
  3. dst.app=r;
  4. dst.notifyAll();
  5. }

執行了dst.notiryAll語句後，在Step 7中等待要獲取的Content Provider介面載入完畢的線程就被喚醒了。喚醒之後，它檢查本地ContentProviderRecord變數cpr的provider域不為null，於是就返回了。它最終返回到Step 5中的ActivityThread類的getProvider函數中，繼續往下執行：[java] view plaincopy

  1. IContentProviderprov=installProvider(context,holder.provider,
  2. holder.info,true);

注意，這裡是在Article應用程序中進程中執行installProvider函數的，而前面的Step 17的installProvider函數是在ArticlesProvider應用程序進程中執行的。

Step 22. ActivityThread.installProvider

這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

[java] view plaincopy

  1. publicfinalclassActivityThread{
  2. ......
  4. privatefinalIContentProviderinstallProvider(Contextcontext,
  5. IContentProviderprovider,ProviderInfoinfo,booleannoisy){
  6. ......
  7. if(provider==null){
  8. ......
  9. }elseif(localLOGV){
  10. ......
  11. }
  13. synchronized(mProviderMap){
  14. //Cachethepointerfortheremoteprovider.
  15. Stringnames[]=PATTERN_SEMICOLON.split(info.authority);
  16. for(inti=0;i<names.length;i++){
  17. ProviderClientRecordpr=newProviderClientRecord(names[i],provider,
  18. localProvider);
  19. try{
  20. provider.asBinder().linkToDeath(pr,0);
  21. mProviderMap.put(names[i],pr);
  22. }catch(RemoteExceptione){
  23. returnnull;
  24. }
  25. }
  26. ......
  27. }
  29. returnprovider;
  30. }
  32. ......
  33. }

同樣是執行installProvider函數，與Step 17不同，這裡傳進來的參數provider是不為null的，因此，它不需要執行在本地載入Content Provider的工作，只需要把從ActivityMangerService中獲得的Content Provider介面保存在成員變數mProviderMap中就可以了。

這樣，獲取與"shy.luo.providers.artilces"這個uri對應的Content Provider（shy.luo.providers.articles.ArticlesProvider）就完成了，它同時也是啟動Content Provider的完整過程。第三方應用程序獲得了這個Content Provider的介面之後，就可以訪問它裡面的共享數據了。在下面一篇文章中，我們將重點分析Android應用程序組件Content Provider在不同進程中傳輸數據的過程，即Content Provider在不同應用程序中共享數據的原理，敬請關注。

老羅的新浪微博：http://weibo.com/shengyangluo，歡迎關注！


推薦閱讀：

※好奇驅使我對XSS平台的一次小研究
※滲透某Webshell箱子全過程,
※一類混淆變形的Webshell分析

TAG:程序 | Android | 代碼 | 源代碼 | Android應用 | 代碼分析 | 組件 | 分析 |