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Android应用程序组件Content Provider的共享数据更新通知机制分析
分类:Android 2011-12-12 00:58 5518人阅读 评论(25) 收藏 举报在Android系统中,应用程序组件Content Provider为不同的应用程序实现数据共享提供了基础设施,它主要通过Binder进程间通信机制和匿名共享内存机制来实现的。关于数据共享的另一个话题便是数据更新通知机制了,即如果一个应用程序对共享数据做了修改,它应该如何通知其它正在使用这些共享数据的应用程序呢?本文将分析Content Provider的共享数据更新通知机制,为读者解答这个问题。
Android应用程序组件Content Provider中的数据更新通知机制和Android系统中的广播(Broadcast)通知机制的实现思路是相似的。在Android的广播机制中,首先是接收者对自己感兴趣的广播进行注册,接着当发送者发出这些广播时,接收者就会得到通知了。更多关于Android系统的广播机制的知识,可以参考前面Android系统中的广播(Broadcast)机制简要介绍和学习计划这一系列文章。然而,Content Provider中的数据监控机制与Android系统中的广播机制又有三个主要的区别,一是前者是通过URI来把通知的发送者和接收者关联在一起的,而后者是通过Intent来关联的,二是前者的通知注册中心是由ContentService服务来扮演的,而后者是由ActivityManagerService服务来扮演的,三是前者负责接收数据更新通知的类必须要继承ContentObserver类,而后者要继承BroadcastReceiver类。之所以会有这些区别,是由于Content Proivder组件的数据共享功能本身就是建立在URI的基础之上的,因此专门针对URI来设计另外一套通知机制会更实用和方便,而Android系统的广播机制是一种更加通用的事件通知机制,它的适用范围会更广泛一些。
与分析Android系统的广播机制类似,我们把Content Provider的数据更新机制划分为三个单元进行分析,第一个单元是ContentService的启动过程,第二个单元是监控数据变化的ContentObserver的注册过程,第二个单元是数据更新通知的发送过程。
与前面两篇文章Android应用程序组件Content Provider的启动过程源代码分析和Android应用程序组件Content Provider在应用程序之间共享数据的原理分析一样,本文仍然以Android应用程序组件Content Provider应用实例这篇文章介绍的应用程序为例来分析Content Provider的数据更新机制。
1. ContentService的启动过程分析
前面提到,在Content Provider的数据更新通知机制中,ContentService扮演者ContentObserver的注册中心的角色,因此,它必须要系统启动的时候就启动起来,以便后面启动起来的应用程序可以使用它。在前面这篇文章Android系统进程Zygote启动过程的源代码分析中,我们提到,Android系统进程Zygote在启动的时候,在启动一个System进程来加载系统的一些关键服务,而ContentService就这些关键服务之一了。在System进程中,负责加载系统关键服务的类为SystemServer类,它定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件中,它会通过启动一个线程SystemThread来加载这些关键服务:
[java] view plain copy- classServerThreadextendsThread{
- ......
- @Override
- publicvoidrun(){
- ......
- Looper.prepare();
- //Criticalservices...
- try{
- ......
- ContentService.main(context,
- factoryTest==SystemServer.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL);
- ......
- }catch(RuntimeExceptione){
- ......
- }
- ......
- Looper.loop();
- ......
- }
- }
- publicfinalclassContentServiceextendsIContentService.Stub{
- ......
- publicstaticIContentServicemain(Contextcontext,booleanfactoryTest){
- ContentServiceservice=newContentService(context,factoryTest);
- ServiceManager.addService(ContentResolver.CONTENT_SERVICE_NAME,service);
- returnservice;
- }
- ......
- }
2. ContentObserver的注册过程分析
在前面这篇文章Android应用程序组件Content Provider应用实例介绍的应用程序Acticle中,主窗口MainActivity在创建的时候,会调用应用程序上下文的ContentResolver接口来注册一个自定义的ContentObserver来监控ArticlesProvider这个Content Provider中的数据变化:
[java] view plain copy- publicclassMainActivityextendsActivityimplementsView.OnClickListener,AdapterView.OnItemClickListener{
- ......
- privateArticleAdapteradapter=null;
- privateArticleObserverobserver=null;
- ......
- @Override
- publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
- super.onCreate(savedInstanceState);
- ......
- observer=newArticleObserver(newHandler());
- getContentResolver().registerContentObserver(Articles.CONTENT_URI,true,observer);
- ......
- }
- privateclassArticleObserverextendsContentObserver{
- publicArticleObserver(Handlerhandler){
- super(handler);
- }
- @Override
- publicvoidonChange(booleanselfChange){
- adapter.notifyDataSetChanged();
- }
- }
- ......
- }
在ArticleObserver类的构造函数中,有一个参数handler,它的类型为Handler,它是从MainActivity类的onCreate函数中创建并传过来的。通过前面这篇文章Android应用程序消息处理机制(Looper、Handler)分析的学习,我们知道,这个handler是用来分发和处理消息用的。由于MainActivity类的onCreate函数是在应用程序的主线程中被调用的,因此,这个handler参数就是和应用程序主线程的消息循环关联在一起的。在后面我们分析数据更新通知的发送过程时,便会看到这个handler参数是如何使用的了。
下面我们就开始分析注册ArticleObserver来监控ActiclesProvider中的数据变化的过程,首先来看一下这个过程的时序图,然后再详细分析每一个步骤:
Step 1. ContentResolver.registerContentObserver
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContentResolver.java文件中:
[java] view plain copy- publicabstractclassContentResolver{
- ......
- publicfinalvoidregisterContentObserver(Uriuri,booleannotifyForDescendents,
- ContentObserverobserver)
- {
- try{
- getContentService().registerContentObserver(uri,notifyForDescendents,
- observer.getContentObserver());
- }catch(RemoteExceptione){
- }
- }
- ......
- }
Step 2.ContentResolver.getContentService
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContentResolver.java文件中:
[java] view plain copy- publicabstractclassContentResolver{
- ......
- publicstaticIContentServicegetContentService(){
- if(sContentService!=null){
- returnsContentService;
- }
- IBinderb=ServiceManager.getService(CONTENT_SERVICE_NAME);
- ......
- sContentService=IContentService.Stub.asInterface(b);
- ......
- returnsContentService;
- }
- privatestaticIContentServicesContentService;
- ......
- }
Step 3.ContentObserver.getContentObserver
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/database/ContentObserver.java文件中:
[java] view plain copy- publicabstractclassContentObserver{
- ......
- privateTransportmTransport;
- ......
- privatestaticfinalclassTransportextendsIContentObserver.Stub{
- ContentObservermContentObserver;
- publicTransport(ContentObservercontentObserver){
- mContentObserver=contentObserver;
- }
- ......
- }
- ......
- publicIContentObservergetContentObserver(){
- synchronized(lock){
- if(mTransport==null){
- mTransport=newTransport(this);
- }
- returnmTransport;
- }
- }
- ......
- }
Step 4. ContentService.registerContentObserver
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContentService.java文件中:
[java] view plain copy- publicfinalclassContentServiceextendsIContentService.Stub{
- ......
- privatefinalObserverNodemRootNode=newObserverNode("");
- ......
- publicvoidregisterContentObserver(Uriuri,booleannotifyForDescendents,
- IContentObserverobserver){
- ......
- synchronized(mRootNode){
- mRootNode.addObserverLocked(uri,observer,notifyForDescendents,mRootNode);
- ......
- }
- }
- ......
- }
Step 5.ObserverNode.addObserverLocked
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContentService.java文件中:
[java] view plain copy- publicfinalclassContentServiceextendsIContentService.Stub{
- ......
- publicstaticfinalclassObserverNode{
- ......
- privateStringmName;
- privateArrayList<ObserverNode>mChildren=newArrayList<ObserverNode>();
- privateArrayList<ObserverEntry>mObservers=newArrayList<ObserverEntry>();
- publicObserverNode(Stringname){
- mName=name;
- }
- privateStringgetUriSegment(Uriuri,intindex){
- if(uri!=null){
- if(index==0){
- returnuri.getAuthority();
- }else{
- returnuri.getPathSegments().get(index-1);
- }
- }else{
- returnnull;
- }
- }
- privateintcountUriSegments(Uriuri){
- if(uri==null){
- return0;
- }
- returnuri.getPathSegments().size()+1;
- }
- publicvoidaddObserverLocked(Uriuri,IContentObserverobserver,
- booleannotifyForDescendents,ObjectobserversLock){
- addObserverLocked(uri,0,observer,notifyForDescendents,observersLock);
- }
- privatevoidaddObserverLocked(Uriuri,intindex,IContentObserverobserver,
- booleannotifyForDescendents,ObjectobserversLock){
- //Ifthisistheleafnodeaddtheobserver
- if(index==countUriSegments(uri)){
- mObservers.add(newObserverEntry(observer,notifyForDescendents,observersLock));
- return;
- }
- //Looktoseeiftheproperchildalreadyexists
- Stringsegment=getUriSegment(uri,index);
- if(segment==null){
- thrownewIllegalArgumentException("InvalidUri("+uri+")usedforobserver");
- }
- intN=mChildren.size();
- for(inti=0;i<N;i++){
- ObserverNodenode=mChildren.get(i);
- if(node.mName.equals(segment)){
- node.addObserverLocked(uri,index+1,observer,notifyForDescendents,observersLock);
- return;
- }
- }
- //Nochildfound,createone
- ObserverNodenode=newObserverNode(segment);
- mChildren.add(node);
- node.addObserverLocked(uri,index+1,observer,notifyForDescendents,observersLock);
- }
- ......
- }
- ......
- }
在我们这个情景中,传进来的uri为"content://shy.luo.providers.articles/item",从Step 3调用mRootNode的addObserverLocked函数来往树上增加一个ObserverNode节点时,传进来的参数index的值为0,而调用countUriSegments("content://shy.luo.providers.articles/item")函数的返回值为2,不等于index的值,因此就会往下执行,而通过调用getUriSegment("content://shy.luo.providers.articles/item", 0)函数得到的返回值为"shy.luo.providers.articles"。假设这里是第一次调用树的根节点mRootNode来增加"content://shy.luo.providers.articles/item"这个URI,那么在接下来的for循环中,就不会在mRootNode的孩子节点列表mChildren中找到与名称"shy.luo.providers.articles"对应的ObserverNode,于是就会以"shy.luo.providers.articles"为名称来创建一个新的ObserverNode,并增加到mRootNode的孩子节点列表mChildren中去,并以这个新的ObserverNode来开始新一轮的addObserverLocked函数调用。
第二次进入到addObserverLocked函数时,countUriSegments("content://shy.luo.providers.articles/item")的值仍为2,而index的值为1,因此就会往下执行,这时候通过调用getUriSegment("content://shy.luo.providers.articles/item", 1)函数得到的返回值为"item"。假设这时候在以"shy.luo.providers.articles/item"为名称的ObserverNode中不存在名称为"item"的孩子节点,于是又会以"item"为名称来创建一个新的ObserverNode,并以这个新的ObserverNode来开始新一轮的addObserverLocked函数调用。
第三次进入到addObserverLocked函数时,countUriSegments("content://shy.luo.providers.articles/item")的值仍为2,而index的值也为2,因此就会新建一个ObserverEntry对象,并保存在这个以"item"为名称的ObserverNode的ContentObserver列表mObervers中。
最终我们得到的树形结构如下所示:
mRootNode("")
-- ObserverNode("shy.luo.providers.articles")
--ObserverNode("item") , which has a ContentObserver in mObservers
这样,ContentObserver的注册过程就完成了。
3.数据更新通知的发送过程
在前面这篇文章Android应用程序组件Content Provider应用实例介绍的应用程序Acticle中,当调用ArticlesAdapter类的insertArticle往ArticlesProvider中增加一个文章信息条目时:
[java] view plain copy- publicclassArticlesAdapter{
- ......
- publiclonginsertArticle(Articlearticle){
- ContentValuesvalues=newContentValues();
- values.put(Articles.TITLE,article.getTitle());
- values.put(Articles.ABSTRACT,article.getAbstract());
- values.put(Articles.URL,article.getUrl());
- Uriuri=resolver.insert(Articles.CONTENT_URI,values);
- StringitemId=uri.getPathSegments().get(1);
- returnInteger.valueOf(itemId).longValue();
- }
- ......
- }
- publicclassArticlesProviderextendsContentProvider{
- ......
- @Override
- publicUriinsert(Uriuri,ContentValuesvalues){
- if(uriMatcher.match(uri)!=Articles.ITEM){
- thrownewIllegalArgumentException("ErrorUri:"+uri);
- }
- SQLiteDatabasedb=dbHelper.getWritableDatabase();
- longid=db.insert(DB_TABLE,Articles.ID,values);
- if(id<0){
- thrownewSQLiteException("Unabletoinsert"+values+"for"+uri);
- }
- UrinewUri=ContentUris.withAppendedId(uri,id);
- resolver.notifyChange(newUri,null);
- returnnewUri;
- }
- ......
- }
- resolver.notifyChange(newUri,null);
Step 1. ContentResolver.notifyChange
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContentResolver.java文件中:
- publicabstractclassContentResolver{
- ......
- publicvoidnotifyChange(Uriuri,ContentObserverobserver){
- notifyChange(uri,observer,true/*synctonetwork*/);
- }
- publicvoidnotifyChange(Uriuri,ContentObserverobserver,booleansyncToNetwork){
- try{
- getContentService().notifyChange(
- uri,observer==null?null:observer.getContentObserver(),
- observer!=null&&observer.deliverSelfNotifications(),syncToNetwork);
- }catch(RemoteExceptione){
- }
- }
- ......
- }
Step 2.ContentService.notifyChange
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContentService.java文件中:
[java] view plain copy- publicfinalclassContentServiceextendsIContentService.Stub{
- ......
- publicvoidnotifyChange(Uriuri,IContentObserverobserver,
- booleanobserverWantsSelfNotifications,booleansyncToNetwork){
- ......
- try{
- ArrayList<ObserverCall>calls=newArrayList<ObserverCall>();
- synchronized(mRootNode){
- mRootNode.collectObserversLocked(uri,0,observer,observerWantsSelfNotifications,
- calls);
- }
- finalintnumCalls=calls.size();
- for(inti=0;i<numCalls;i++){
- ObserverCalloc=calls.get(i);
- try{
- oc.mObserver.onChange(oc.mSelfNotify);
- ......
- }catch(RemoteExceptionex){
- ......
- }
- }
- ......
- }finally{
- ......
- }
- }
- ......
- }
Step 3. ObserverNode.collectObserversLocked
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContentService.java文件中:
[java] view plain copy- publicfinalclassContentServiceextendsIContentService.Stub{
- ......
- publicstaticfinalclassObserverNode{
- ......
- privatevoidcollectMyObserversLocked(booleanleaf,IContentObserverobserver,
- booleanselfNotify,ArrayList<ObserverCall>calls){
- intN=mObservers.size();
- IBinderobserverBinder=observer==null?null:observer.asBinder();
- for(inti=0;i<N;i++){
- ObserverEntryentry=mObservers.get(i);
- //Don'tnotifytheobserverifitsentthenotificationandisn'tinteresed
- //inselfnotifications
- if(entry.observer.asBinder()==observerBinder&&!selfNotify){
- continue;
- }
- //Makesuretheobserverisinterestedinthenotification
- if(leaf||(!leaf&&entry.notifyForDescendents)){
- calls.add(newObserverCall(this,entry.observer,selfNotify));
- }
- }
- }
- publicvoidcollectObserversLocked(Uriuri,intindex,IContentObserverobserver,
- booleanselfNotify,ArrayList<ObserverCall>calls){
- Stringsegment=null;
- intsegmentCount=countUriSegments(uri);
- if(index>=segmentCount){
- //Thisistheleafnode,notifyallobservers
- collectMyObserversLocked(true,observer,selfNotify,calls);
- }elseif(index<segmentCount){
- segment=getUriSegment(uri,index);
- //Notifyanyobserversatthislevelwhoareinterestedindescendents
- collectMyObserversLocked(false,observer,selfNotify,calls);
- }
- intN=mChildren.size();
- for(inti=0;i<N;i++){
- ObserverNodenode=mChildren.get(i);
- if(segment==null||node.mName.equals(segment)){
- //Wefoundthechild,
- node.collectObserversLocked(uri,index+1,observer,selfNotify,calls);
- if(segment!=null){
- break;
- }
- }
- }
- }
- }
- }
- segment=getUriSegment("content://shy.luo.providers.articles/item/n",0);
- //Notifyanyobserversatthislevelwhoareinterestedindescendents
- collectMyObserversLocked(false,observer,selfNotify,calls);
在接下来的for循环中,在mRootNode的孩子节点列表mChildren中查找名称等于"shy.luo.providers.articles"的OberverNode节点。在上面分析ContentObserver的注册过程时,我们已经往mRootNode的孩子节点列表mChildren中增加了一个名称为"shy.luo.providers.articles"的OberverNode节点,因此,这里会成功找到它,并且调用它的collectObserversLocked函数来继续收集ContentObserver。
第二次进入到collectObserversLocked函数时,是在名称为"shy.luo.providers.articles"的OberverNode节点中收集ContentObserver的。这时候传来的uri值不变,但是index的值为1,于是执行下面语句:
[java] view plain copy- segment=getUriSegment("content://shy.luo.providers.articles/item/n",1);
- //Notifyanyobserversatthislevelwhoareinterestedindescendents
- collectMyObserversLocked(false,observer,selfNotify,calls);
在接下来的for循环中,在名称为"shy.luo.providers.articles"的ObserverNode节点的孩子节点列表mChildren中查找名称等于"item"的OberverNode节点。在上面分析ContentObserver的注册过程时,我们已经往名称为"shy.luo.providers.articles"的ObserverNode节点的孩子节点列表mChildren中增加了一个名称为"item"的OberverNode节点,因此,这里会成功找到它,并且调用它的collectObserversLocked函数来继续收集ContentObserver。
第三次进入到collectObserversLocked函数时,是在名称为"shy.luo.providers.articles"的OberverNode节点的子节点中名称为"item"的ObserverNode节点中收集ContentObserver的。这时候传来的uri值不变,但是index的值为2,于是执行下面语句:
[java] view plain copy- segment=getUriSegment("content://shy.luo.providers.articles/item/n",2);
- //Notifyanyobserversatthislevelwhoareinterestedindescendents
- collectMyObserversLocked(false,observer,selfNotify,calls);
在接下来的for循环中,继续在该节点的子节点列表mChildren中查找名称等于"n"的OberverNode节点。在我们这个情景中,不存在这个名称为"n"的子节点了,于是收集ContentObserver的工作就结束了,收集结果是只有一个ContentObserver,即我们在前面注册的ArticlesObserver。
返回到Step2中,调用下面语句来通知相应的ContentObserver,它们监控的数据发生变化了:
[java] view plain copy- for(inti=0;i<numCalls;i++){
- ObserverCalloc=calls.get(i);
- try{
- oc.mObserver.onChange(oc.mSelfNotify);
- ......
- }catch(RemoteExceptionex){
- ......
- }
- }
Step 4. Transport.onChange
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/database/ContentObserver.java文件中:
[java] view plain copy- publicabstractclassContentObserver{
- ......
- privatestaticfinalclassTransportextendsIContentObserver.Stub{
- ContentObservermContentObserver;
- ......
- publicvoidonChange(booleanselfChange){
- ContentObservercontentObserver=mContentObserver;
- if(contentObserver!=null){
- contentObserver.dispatchChange(selfChange);
- }
- }
- ......
- }
- ......
- }
Step 5.ContentObserver.dispatchChange
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/database/ContentObserver.java文件中:
[java] view plain copy- publicabstractclassContentObserver{
- ......
- publicfinalvoiddispatchChange(booleanselfChange){
- if(mHandler==null){
- onChange(selfChange);
- }else{
- mHandler.post(newNotificationRunnable(selfChange));
- }
- }
- }
Step 6.NotificationRunnable.run
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/database/ContentObserver.java文件中:
[java] view plain copy- publicabstractclassContentObserver{
- ......
- privatefinalclassNotificationRunnableimplementsRunnable{
- privatebooleanmSelf;
- publicNotificationRunnable(booleanself){
- mSelf=self;
- }
- publicvoidrun(){
- ContentObserver.this.onChange(mSelf);
- }
- }
- ......
- }
Step 7.ArticlesObserver.onChange
这个函数定义在前面一篇文章Android应用程序组件Content Provider应用实例介绍的应用程序Artilce源代码工程目录下,在文件为packages/experimental/Article/src/shy/luo/article/MainActivity.java中:
[java] view plain copy
- publicclassMainActivityextendsActivityimplementsView.OnClickListener,AdapterView.OnItemClickListener{
- ......
- privateclassArticleObserverextendsContentObserver{
- ......
- @Override
- publicvoidonChange(booleanselfChange){
- adapter.notifyDataSetChanged();
- }
- }
- ......
- }
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