## 0x01 扯東扯西的前言&概述

## 0x02 ContentProvider啟動流程分析

step6: ActivityManagerProxy#getContentProvider()

代理類ActivityManagerProxy位於ActivityManagerNative.java檔案中，其getContentProvider()成員函式的原始碼如下：

class ActivityManagerProxy implements IActivityManager {
    ....
    public ContentProviderHolder getContentProvider(IApplicationThread caller,
            String name, int userId, boolean stable) throws RemoteException {
        Parcel data = Parcel.obtain();
        Parcel reply = Parcel.obtain();
        data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
        data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);
        data.writeString(name);
        data.writeInt(userId);
        data.writeInt(stable ? 1 : 0);
        mRemote.transact(GET_CONTENT_PROVIDER_TRANSACTION, data, reply, 0);
        reply.readException();
        int res = reply.readInt();
        ContentProviderHolder cph = null;
        if (res != 0) {
            cph = ContentProviderHolder.CREATOR.createFromParcel(reply);
        }
        data.recycle();
        reply.recycle();
        return cph;
    }
}
 

• getContentProvider()函式中，前面7行程式碼，將傳進來的引數封裝到一個Parcel物件中；
• 然後再通過ActivityManagerProxy內部的一個Binder代理物件mRemote，向ActivityManagerService傳送一個型別為GET_CONTENT_PROVIDER_TRANSACTION的程序間通訊的請求；
• 最後，再將ActivityManagerService返回的物件封裝成一個ContentProviderHolder物件返回給呼叫者。

需要注意：以上step1—6是在應用程式AxxApp所在程序中執行的；接下來的step7—9在ActivityManagerService中執行，主要用來處理MainActivity元件發出的型別為GET_CONTENT_PROVIDER_TRANSACTION的程序間通訊的請求！

step7: ActivityManagerService#getContentProvider()

ActivityManagerService類的成員函式getContentProvider()原始碼如下：

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
        implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
    ....
    @Override
    public final ContentProviderHolder getContentProvider(
            IApplicationThread caller, String name, int userId, boolean stable) {
        ....
        return getContentProviderImpl(caller, name, null, stable, userId);
    }
    ....
}
 

• 成員函式getContentProvider()，是用來處理型別為 GET_CONTENT_PROVIDER_TRANSACTION 的程序間通訊的請求的；
• 其內部直接呼叫getContentProviderImpl()，來進一步獲得引數name對應的ContentProviderHolder物件。

step8: ActivityManagerService#getContentImpl()

getCOntentImpl()函式的作用是，獲得引數name對應的ContentProviderHolder物件，這個物件用來描述一個ContentProvider元件的代理物件；getCOntentImpl()函式原始碼較長，我做了部分刪減後如下：

• 第10行，呼叫成員函式getRecordForAppLocked()，用來獲取發出訪問請求的應用程式所在程序的相關資訊，在我們的場景中，也就是AxxApp應用程式所在程序的相關資訊。這些資訊，用一個ProcessRecord物件 r 來描述！
• 在ActivityManagerService中，每一個已經啟動的ContentProvider元件都使用一個ContentProviderRecord物件來描述。這些ContentProviderRecord物件儲存在ActivityManagerService類的成員變數mProviderMap中！
• mProviderMap實質上是一個HashMap，可通過兩種方式進行查詢，查詢結果是一個ContentProviderRecord物件cpr：
  1. mProviderMap.getProviderByName()函式，通過引數name和引數userId進行查詢；引數name指向了將要啟動的ContentProvider元件的android:authorities屬性值，也就是URI值對應的許可權部分；引數userId則是呼叫方應用程式的Linux使用者ID；
  2. mProviderMap.getProviderByClass()函式，通過ContentProvider元件的類名進行查詢；

需要注意的是，mProvidersByName和mProvidersByClass的內部實現是雜湊表，雖然都是儲存的ContentProviderRecord物件，但是mProvidersByName變數是以ContentProvider元件的android:authorities屬性值為關鍵字的，而mProvidersByClass變數是以ContentProvider元件的類名作為關鍵字的！

第15行，首先通過引數name和userId，mProviderMap.getProviderByName()檢查是否存在對應的ContentProvider元件？接下來的邏輯很簡單，分為兩種情況：

1. 第18行到27行程式碼，就是表示這個ContentProvider元件已經發布（啟動）了，此時呼叫方（AxxApp）就可以直接通過ContentProviderRecord物件cpr來建立一個ContentProviderHolder物件；需要做兩點說明：
   • ContentProviderRecord物件用來記錄ContentProvider元件的釋出（啟動）資訊，通過其物件cpr的provider成員變數來記錄ContentProvider元件，它們是一對一的關係；
   • ContentProviderHolder是ContentProvider元件的代理物件，它持有一個ContentProvider物件；
2. 第29到93行程式碼，就是表示這個ContentProvider元件還沒有釋出，需要進一步驗證，第31行到35行通過mProviderMap.getProviderByClass()方式進行二次查詢。如果還是沒有找到？接下來就要啟動這個ContentProvider元件了！
   • 第37到43行，先根據name引數和userId引數建立一個ContentProviderRecord物件；
   • 在啟動cpr描述的ContentProvider元件之前，先判斷這個COntentProvider元件的android:multiprocess屬性值！如果為true，表示這個ContentProvider元件需要在訪問它的應用程式程序中啟動；為false表示需要建立第三方程序並在第三方程序中啟動這個ContentProvider元件；也即第44到53行；
   • 第57行，關注常量mLaunchingProviders，ActivityManagewrService就是把正在啟動的ContentProvider元件儲存在mLaunchingProviders中；
   • 第59到65行，通過for迴圈判斷目標ContentProvider元件的狀態是否處於正在啟動中。如果是，則等待它繼續啟動完成；
   • 如果不是，即66到83行，ActivityManagerService會呼叫成員函式startProcessLocked()新建一個應用程式程序，專門用來啟動目標ContnrtProvider元件
   • 第85到89行，分別通過兩種方式mProviderMap.putProviderByClass()和mProviderMap.putProviderByName()把啟動的ContentProvider元件儲存在mProviderMap變數中；
   • 最後，第93到99行，等待ContentProvider元件釋出完成後，直接返回其對應的ContentProviderRecord物件即可；

step9: ActivityMangerService#startProcessLocked()

在step8中，目標ContentProvider元件是通過一個新建的第三方應用程式程序來啟動！而這個第三方應用程式程序，就是通過ActivityMangerService的成員函式startProcessLocked()新建的。它主要通過呼叫Process的靜態成員函式start()建立一個新的應用程式程序，並且把這個新建的應用程式程序的入口設定為ActivityThread類的靜態成員函式main()！

以上三步都是在ActivityManagerService類中執行的！接下來我們分析新建立的應用程式程序，啟動ContentProvider元件的過程，所以step10和step11是在第三方應用程式程序中完成的。

step10: ActivityThread#main()

ActivityThread.main()函式，會在新建立的應用程式程序中，建立一個ActivityThread物件和一個ApplicationThread物件，然後呼叫ActivityManagerProxy.attchApplication()函式，將ApplicationThread物件傳遞給ActivityManagerService！

step11: ActivityManagerProxy#attchApplication()

ActivityManagerProxy.attchApplication()函式，先向ActivityManagerService發出一個型別為ATTACH_APPLICATION_TRANSACTION的程序間通訊請求，這個請求通過Binder機制處理！然後，就是把step10建立的ApplicationThread物件傳遞給ActivityManagerService！

接下來step12—14又回到ActivityManagerService中執行！主要用來處理新建應用程式程序發出的型別為ATTACH_APPLICATION_TRANSACTION的程序間通訊請求。

step12: ActivityManagerService#attachApplication()

ActivityManagerService.attachApplication()函式，它呼叫了ApplicationManagerService類的成員函式attachApplicationLocked()來處理型別為ATTACH_APPLICATION_TRANSACTION的程序間通訊請求，用來執行啟動目標ContentProvider元件的操作！

接下來重點看看ApplicationManagerService類的成員函式attachApplicationLocked()！

step13: ApplicationManagerService#attachApplicationLocked()

ApplicationManagerService類的成員函式attachApplicationLocked()較長，刪減後如下:

private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread, int pid) {
    // Find the application record that is being attached...  either via
    // the pid if we are running in multiple processes, or just pull the
    // next app record if we are emulating process with anonymous threads
    ProcessRecord app;
    if (pid != MY_PID && pid >= 0) {
        synchronized (mPidsSelfLocked) {
            app = mPidsSelfLocked.get(pid);
        }
    } else {app = null;}

    try {
        AppDeathRecipient adr = new AppDeathRecipient(app, pid, thread);
        thread.asBinder().linkToDeath(adr, 0);
    }
    
    boolean normalMode = mProcessesReady || isAllowedWhileBooting(app.info);
    List<ProviderInfo> providers = normalMode ? generateApplicationProvidersLocked(app) : null;
    try {
        ProfilerInfo profilerInfo = profileFile == null ? null :
                                    new ProfilerInfo(profileFile, profileFd, samplingInterval, profileAutoStop);
        thread.bindApplication(processName, appInfo, providers, app.instrumentationClass,
                               profilerInfo, app.instrumentationArguments, app.instrumentationWatcher,
                               app.instrumentationUiAutomationConnection, testMode, enableOpenGlTrace,
                               isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.persistent,
                               new Configuration(mConfiguration), app.compat,
                               getCommonServicesLocked(app.isolated),
                               mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked());
    }
    return true;
}

• 注意到，引數pid指向前面所建立的應用程式程序PID，也即第三方應用程序PID，ProcessRecord物件app就是用來記錄新建應用的程序資訊的。
• 在前面的step8中，ActivityManagerService以這個PID為關鍵字將一個ProcessRecord物件儲存在了mPidsSelfLocked變數中，這裡，首先通過引數pid取回ProcessRecord物件並儲存在區域性變數app中，然後呼叫generateApplicationProvidersLocked(app)函式需要在app所描述的第三方程序中啟動的ContentProvider元件！

generateApplicationProvidersLocked()函式原始碼如下：

private final List<ProviderInfo> generateApplicationProvidersLocked(ProcessRecord       app) {
    List<ProviderInfo> providers = null;
    try {
        ParceledListSlice<ProviderInfo> slice = AppGlobals.getPackageManager().
            queryContentProviders(app.processName, app.uid,
                    STOCK_PM_FLAGS | PackageManager.GET_URI_PERMISSION_PATTERNS);
        providers = slice != null ? slice.getList() : null;
    }
    int userId = app.userId;
    if (providers != null) {
        int N = providers.size();
        app.pubProviders.ensureCapacity(N + app.pubProviders.size());
        for (int i=0; i<N; i++) {
            ProviderInfo cpi =
                (ProviderInfo)providers.get(i);
            boolean singleton = isSingleton(cpi.processName, cpi.applicationInfo,
                    cpi.name, cpi.flags);
            if (singleton && UserHandle.getUserId(app.uid) != UserHandle.USER_OWNER) {
                // This is a singleton provider, but a user besides the
                // default user is asking to initialize a process it runs
                // in...  well, no, it doesn't actually run in this process,
                // it runs in the process of the default user.  Get rid of it.
                providers.remove(i);
                N--;
                i--;
                continue;
            }

            ComponentName comp = new ComponentName(cpi.packageName, cpi.name);
            ContentProviderRecord cpr = mProviderMap.getProviderByClass(comp, userId);
            if (cpr == null) {
                cpr = new ContentProviderRecord(this, cpi, app.info, comp, singleton);
                mProviderMap.putProviderByClass(comp, cpr);
            }
            app.pubProviders.put(cpi.name, cpr);
            if (!cpi.multiprocess || !"android".equals(cpi.packageName)) {
                // Don't add this if it is a platform component that is marked
                // to run in multiple processes, because this is actually
                // part of the framework so doesn't make sense to track as a
                // separate apk in the process.
                app.addPackage(cpi.applicationInfo.packageName, cpi.applicationInfo.versionCode, mProcessStats);
            }
            ensurePackageDexOpt(cpi.applicationInfo.packageName);
        }
    }
    return providers;
}

• 先去PackageMangerService找目標ContentProvider元件，並儲存到列表providers中；
• 然後，for迴圈檢查ActivityManagerService是否已經為這些ContentProvider元件建立過對應的ContnetProviderRecord物件來記錄每一個ContentProvider元件；
• 如果沒有，則分別為它們建立一個ContentProviderRecord物件，並以它們的類名作為關鍵字儲存在AMS的全域性變數mProviderMap中！

從這裡可以看出，一個應用程式程序在啟動的時候，會將它所需要的所有ContentProvider元件全部啟動起來！

最後，繼續關注thread.bindApplication()函式，也即ActivityThread.bindApplication()函式！

step14: ActivityThreadProxy#bindApplication()

ActivityThreadProxy.bindApplication()函式原始碼如下：

public final void bindApplication(String packageName, ApplicationInfo info,
        List<ProviderInfo> providers, ComponentName testName, ProfilerInfo profilerInfo,
        Bundle testArgs, IInstrumentationWatcher testWatcher,
        IUiAutomationConnection uiAutomationConnection, int debugMode,
        boolean openGlTrace, boolean restrictedBackupMode, boolean persistent,
        Configuration config, CompatibilityInfo compatInfo, Map<String, IBinder> services,
        Bundle coreSettings) throws RemoteException {
    Parcel data = Parcel.obtain();
    data.writeInterfaceToken(IApplicationThread.descriptor);
    data.writeString(packageName);
    info.writeToParcel(data, 0);
    data.writeTypedList(providers);
    if (testName == null) {
        data.writeInt(0);
    } else {
        data.writeInt(1);
        testName.writeToParcel(data, 0);
    }
    if (profilerInfo != null) {
        data.writeInt(1);
        profilerInfo.writeToParcel(data, Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);
    } else {
        data.writeInt(0);
    }
    data.writeBundle(testArgs);
    data.writeStrongInterface(testWatcher);
    data.writeStrongInterface(uiAutomationConnection);
    data.writeInt(debugMode);
    data.writeInt(openGlTrace ? 1 : 0);
    data.writeInt(restrictedBackupMode ? 1 : 0);
    data.writeInt(persistent ? 1 : 0);
    config.writeToParcel(data, 0);
    compatInfo.writeToParcel(data, 0);
    data.writeMap(services);
    data.writeBundle(coreSettings);
    mRemote.transact(BIND_APPLICATION_TRANSACTION, data, null,IBinder.FLAG_ONEWAY);
    data.recycle();
}

• 先建立一個Parcel物件data用來儲存接收的引數；
• 然後，mRemote是ActivityThreadProxy內部的一個Binder代理物件，通過mRemote向新建的應用程式程序（也即，第三方程序）傳送一個型別為BIND_APPLICATION_TRANSACTION的程序間通訊請求。

## 0x03 參考文獻與簡單的結語

以上三步都是在ActivityManagerService中執行的，接下來的step15—24在新建的應用程式程序中執行，主要用來處理型別為BIND_APPLICATION_TRANSACTION的程序間通訊請求！對應時序圖上的step15—24