Android开发之媒体扫描详细解析(上)

用过Android手机的同学都知道,每次开机的时候系统会先扫描sdcard,sdcard重新插拔(挂载)也会扫描一次sdcard。

为什么要扫描sdcard,其实是为了给系统的其他应用提供便利,比如,Gallary、Music、VideoPlayer等应用,进入Gallary后会显示sdcard中的所有图片,

如果进入Gallary后再去扫描,可想而知,你会厌恶这个应用,因为我们会觉得它反应太慢了。还有Music你看到播放列表的时候实际能看到这首歌曲的时长、演唱者、专辑

等信息,这个也不是你进入应用后一下子可以读出来的。

所以Android使用sdcard挂载后扫描的机制,先将这些媒体相关的信息扫描出来保存在数据库中,当打开应用的时候直接去数据库读取(或者所通过MediaProvider去从数据库读取)并show给用户,这样用户体验会好很多,下面我们分析这种扫描机制是如何实现的。

在源码目录的\packages\providers\MediaProvider下面是MediaProvider的源码,它就是完成扫描并将数据保存于数据库中的程序。

先看下它的AndroidManifest.xml文件

application android:process="android.process.media",也就是应用程序名称为android.process.media,我们用adb 连接到android 设备,并且进入shell后输入ps可以看到的确有应用程序app_4     2796  2075  165192 19420 ffffffff 6fd0eb58 S android.process.media 在运行。另外此程序中有三个部分,分别是provider - MediaProvider 、receiver - MediaScannerReceiver、service - MediaScannerService,它并没有activity,说明它是一直运行于后台的程序。并且从receiver中的

[java] view plain copy
  1.   
  2.                 "android.intent.action.BOOT_COMPLETED" />  
  3.               

可以看出它是开机自启动的。下面从这个广播开始看代码。

[java] view plain copy
  1. public void onReceive(Context context, Intent intent) {  
  2.         String action = intent.getAction();  
  3.         Uri uri = intent.getData();  
  4.         String externalStoragePath = Environment.getExternalStorageDirectory().getPath();  
  5.   
  6.         if (action.equals(Intent.ACTION_BOOT_COMPLETED)) {  
  7.             // scan internal storage  
  8.             scan(context, MediaProvider.INTERNAL_VOLUME);  
  9.         } else {  
  10.      。 。 。  
  11.      }  
  12.   }  
  13. }  

收到开机广播后,首先执行scan函数STEP 1,
[java] view plain copy
  1. private void scan(Context context, String volume) {  
  2.         Bundle args = new Bundle();  
  3.         args.putString("volume", volume);  
  4.         context.startService(  
  5.                 new Intent(context, MediaScannerService.class).putExtras(args));  
  6.     }    

scan函数主要传进来一个volume卷名,MediaProvider.INTERNAL_VOLUME实际就是内置存储卡"internal",在此我们首先理解为开机后首先扫描内置存储卡。

然后启动services MediaScannerService,这也是此服务第一次被启动。

service的启动流程就不说了,onCreate肯定是首先被调用的

[java] view plain copy
  1. public void onCreate()  
  2.    {  
  3.        PowerManager pm = (PowerManager)getSystemService(Context.POWER_SERVICE);  
  4.        mWakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, TAG);  
  5.   
  6.        // Start up the thread running the service.  Note that we create a  
  7.        // separate thread because the service normally runs in the process's  
  8.        // main thread, which we don't want to block.  
  9.        Thread thr = new Thread(nullthis"MediaScannerService");  
  10.        thr.start();  
  11.    }  

此处前面是申请了一把wake lock ,主要是防止CPU休眠的,然后启动了一个线程实际就是 MediaScannerService自身的线程,它继承自Runnable,下面主要看Run函数
[java] view plain copy
  1. public void run()  
  2.     {  
  3.         // reduce priority below other background threads to avoid interfering  
  4.         // with other services at boot time.  
  5.         Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND +  
  6.                 Process.THREAD_PRIORITY_LESS_FAVORABLE);  
  7.         Looper.prepare();  
  8.   
  9.         mServiceLooper = Looper.myLooper();  
  10.         mServiceHandler = new ServiceHandler();  
  11.   
  12.         Looper.loop();  
  13.     }  

可以看出此线程的目的是为了处理hander消息ServiceHandler

执行完onCreate后就会执行onStartCommand

[java] view plain copy
  1. public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)  
  2.    {  
  3.        while (mServiceHandler == null) {  
  4.            synchronized (this) {  
  5.                try {  
  6.                    wait(100);  
  7.                } catch (InterruptedException e) {  
  8.                }  
  9.            }  
  10.        }  
  11.   
  12.        if (intent == null) {  
  13.            Log.e(TAG, "Intent is null in onStartCommand: ",  
  14.                new NullPointerException());  
  15.            return Service.START_NOT_STICKY;  
  16.        }  
  17.   
  18.        Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();  
  19.        msg.arg1 = startId;  
  20.        msg.obj = intent.getExtras();  
  21.        mServiceHandler.sendMessage(msg);  
  22.   
  23.        // Try again later if we are killed before we can finish scanning.  
  24.        return Service.START_REDELIVER_INTENT;  
  25.    }  

在这里我们通过STEP 1中传入进来的volume字符串就作为了msg.obj通过handler来处理了
[java] view plain copy
  1. private final class ServiceHandler extends Handler  
  2.    {  
  3.        @Override  
  4.        public void handleMessage(Message msg)  
  5.        {  
  6.            Bundle arguments = (Bundle) msg.obj;  
  7.            String filePath = arguments.getString("filepath");  
  8.            String folder = arguments.getString("folder");  
  9.            try {  
  10.                if (filePath != null) {  
  11.                    IBinder binder = arguments.getIBinder("listener");  
  12.                    IMediaScannerListener listener =   
  13.                            (binder == null ? null : IMediaScannerListener.Stub.asInterface(binder));  
  14.                    Uri uri = scanFile(filePath, arguments.getString("mimetype"));  
  15.                    if (listener != null) {  
  16.                        listener.scanCompleted(filePath, uri);  
  17.                    }  
  18.                } else if(folder != null) {  
  19.                    String volume = arguments.getString("volume");  
  20.                    String[] directories = null;  
  21.                    directories = new String[] {  
  22.                        new File(folder).getPath(),  
  23.                    };  
  24.                    if (directories != null) {  
  25.                        if (Config.LOGD) Log.d(TAG, "start scanning volume " + volume + " ; path = " + folder);  
  26.                        scan(directories, volume);  
  27.                        if (Config.LOGD) Log.d(TAG, "done scanning volume " + volume + " ; path = " + folder);  
  28.                    }  
  29.                }"color:#ff0000;">else {  
  30.                    String volume = arguments.getString("volume");  
  31.                    String[] directories = null;  
  32.                      
  33.                    if (MediaProvider.INTERNAL_VOLUME.equals(volume)) {  
  34.                        // scan internal media storage  
  35.                        directories = new String[] {  
  36.                                Environment.getRootDirectory() + "/media",  
  37.                        };  
  38.                    }  
  39.                    else if (MediaProvider.EXTERNAL_VOLUME.equals(volume)) {  
  40.                        // scan external storage  
  41.                        directories = new String[] {  
  42.                                Environment.getExternalStorageDirectory().getPath(),  
  43.                                };  
  44.                    }  
  45.                      
  46.                    if (directories != null) {  
  47.                        if (Config.LOGD) Log.d(TAG, "start scanning volume " + volume);  
  48.                        scan(directories, volume);  
  49.                        if (Config.LOGD) Log.d(TAG, "done scanning volume " + volume);  
  50.                    }  
  51.                }  
  52.            } catch (Exception e) {  
  53.                Log.e(TAG, "Exception in handleMessage", e);  
  54.            }  
  55.   
  56.            stopSelf(msg.arg1);  
  57.        }  
  58.    };  
很显然我们会执行到标记为红色的else中,我们是先扫描内置sdcard,很显然directories的值为/system/media ,然后调用 scan(directories, volume);函数,应该是内置sdcard中所有的媒体文件都几种存储在/system/media下面所以只需要扫描这一个路径就行了。STEP2
[java] view plain copy
  1. private void scan(String[] directories, String volumeName) {  
  2.         // don't sleep while scanning  
  3.         mWakeLock.acquire();  
  4.   
  5.         ContentValues values = new ContentValues();  
  6.         values.put(MediaStore.MEDIA_SCANNER_VOLUME, volumeName);  
  7.         Uri scanUri = getContentResolver().insert(MediaStore.getMediaScannerUri(), values);  
  8.   
  9.         Uri uri = Uri.parse("file://" + directories[0]);  
  10.         sendBroadcast(new Intent(Intent.ACTION_MEDIA_SCANNER_STARTED, uri));  
  11.           
  12.         try {  
  13.             if (volumeName.equals(MediaProvider.EXTERNAL_VOLUME)) {  
  14.                  openDatabase(volumeName);      
  15.             }  
  16.   
  17.             MediaScanner scanner = createMediaScanner();  
  18.             scanner.scanDirectories(directories, volumeName);  
  19.         } catch (Exception e) {  
  20.             Log.e(TAG, "exception in MediaScanner.scan()", e);   
  21.         }  
  22.   
  23.         getContentResolver().delete(scanUri, nullnull);  
  24.   
  25.         sendBroadcast(new Intent(Intent.ACTION_MEDIA_SCANNER_FINISHED, uri));  
  26.         mWakeLock.release();  
  27.     }  

开始扫描和结束扫描时都会发送一个全局的广播,第三方应用程序也可以通过注册这两个广播来避开在media 扫描的时候往改扫描文件夹里面写入或删除文件,这个我在项目中就遇到过这种bug。在这一步骤中创建了MediaScanner并调用它的scanDirectories方法   STEP3
[java] view plain copy
  1. public void scanDirectories(String[] directories, String volumeName) {  
  2.       try {  
  3.           long start = System.currentTimeMillis();  
  4.           initialize(volumeName);  
  5.           prescan(null);  
  6.           long prescan = System.currentTimeMillis();  
  7.   
  8.           for (int i = 0; i < directories.length; i++) {  
  9.               processDirectory(directories[i], MediaFile.sFileExtensions, mClient);  
  10.           }  
  11.           long scan = System.currentTimeMillis();  
  12.           postscan(directories);  
  13.           long end = System.currentTimeMillis();  
  14.   
  15.           if (Config.LOGD) {  
  16.               Log.d(TAG, " prescan time: " + (prescan - start) + "ms\n");  
  17.               Log.d(TAG, "    scan time: " + (scan - prescan) + "ms\n");  
  18.               Log.d(TAG, "postscan time: " + (end - scan) + "ms\n");  
  19.               Log.d(TAG, "   total time: " + (end - start) + "ms\n");  
  20.           }  
  21.       } catch (SQLException e) {  
  22.           // this might happen if the SD card is removed while the media scanner is running  
  23.           Log.e(TAG, "SQLException in MediaScanner.scan()", e);  
  24.       } catch (UnsupportedOperationException e) {  
  25.           // this might happen if the SD card is removed while the media scanner is running  
  26.           Log.e(TAG, "UnsupportedOperationException in MediaScanner.scan()", e);  
  27.       } catch (RemoteException e) {  
  28.           Log.e(TAG, "RemoteException in MediaScanner.scan()", e);  
  29.       }  
  30.   }  

其中initialize   prescan   processDirectory  postscan这四个函数都比较重要。STEP 4
[java] view plain copy
  1. private void initialize(String volumeName) {  
  2.        mMediaProvider = mContext.getContentResolver().acquireProvider("media");  
  3.   
  4.        mAudioUri = Audio.Media.getContentUri(volumeName);  
  5.        mVideoUri = Video.Media.getContentUri(volumeName);  
  6.        mImagesUri = Images.Media.getContentUri(volumeName);  
  7.        mThumbsUri = Images.Thumbnails.getContentUri(volumeName);  
  8.   
  9.        if (!volumeName.equals("internal")) {  
  10.            // we only support playlists on external media  
  11.            mProcessPlaylists = true;  
  12.            mProcessGenres = true;  
  13.            mGenreCache = new HashMap();  
  14.            mGenresUri = Genres.getContentUri(volumeName);  
  15.            mPlaylistsUri = Playlists.getContentUri(volumeName);  
  16.            // assuming external storage is FAT (case insensitive), except on the simulator.  
  17.            if ( Process.supportsProcesses()) {  
  18.                mCaseInsensitivePaths = true;  
  19.            }  
  20.        }  
  21.    }  

做一些初始化的动作,得到MediaProvider和一些URI实际也就是操作数据库的一些表名。Audio.Media.getContentUri可以在MediaStore.java中找到,此类保存了所有的媒体格式URI等信息,此处获得的mAudioUri的值为“content://media/internal//audio/media"

STEP5

[java] view plain copy
  1.   private void prescan(String filePath) throws RemoteException {  
  2.     。 。 。  
  3. }  
此函数比较长,在此省略代码,有兴趣的可以看源码,这里所做的操作是对于之前有扫描过的,就将数据库中现有的媒体信息放到几个数据结构中临时存储起来。

然后最重要的STEP 6 processDirectory是一个native函数,先注意几个传入参数directories[i]为STEP2中传入的路径/system/media ,MediaFile.sFileExtensions 这个你可以跟到MediaFile中看看这个是如何赋值的,实际就是所有支持的媒体格式后缀以‘,’的方式串在一起的字符串”MP3,M4A,3GA,WAV。。。“最重要的mClient是MyMediaScannerClient的一个实例,此对象将是native层回调函数的接口,所有扫描完后的媒体都会通过此对象来存储到数据库中。

下面进入Native层对应文件是android_media_MediaScanner.cpp       STEP 6

[java] view plain copy
  1. static void  
  2. android_media_MediaScanner_processDirectory(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path, jstring extensions, jobject client)  
  3. {  
  4.     MediaScanner *mp = (MediaScanner *)env->GetIntField(thiz, fields.context);  
  5.   
  6.     if (path == NULL) {  
  7.         jniThrowException(env, "java/lang/IllegalArgumentException", NULL);  
  8.         return;  
  9.     }  
  10.     if (extensions == NULL) {  
  11.         jniThrowException(env, "java/lang/IllegalArgumentException", NULL);  
  12.         return;  
  13.     }  
  14.       
  15.     const char *pathStr = env->GetStringUTFChars(path, NULL);  
  16.     if (pathStr == NULL) {  // Out of memory  
  17.         jniThrowException(env, "java/lang/RuntimeException""Out of memory");  
  18.         return;  
  19.     }  
  20.     const char *extensionsStr = env->GetStringUTFChars(extensions, NULL);  
  21.     if (extensionsStr == NULL) {  // Out of memory  
  22.         env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);  
  23.         jniThrowException(env, "java/lang/RuntimeException""Out of memory");  
  24.         return;  
  25.     }  
  26.   
  27.     MyMediaScannerClient myClient(env, client);  
  28.     mp->processDirectory(pathStr, extensionsStr, myClient, ExceptionCheck, env);  
  29.     env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);  
  30.     env->ReleaseStringUTFChars(extensions, extensionsStr);  
  31. }  
这里比较重要的一个点时MyMediaScannerClient myClient(env, client);定义了一个客户端,并将java层的client传入进去,很显然,是想通过MyMediaScannerClient 再来回调client。

STEP 7

[java] view plain copy
  1. status_t MediaScanner::processDirectory(  
  2.         const char *path, const char *extensions,  
  3.         MediaScannerClient &client,  
  4.         ExceptionCheck exceptionCheck, void *exceptionEnv) {  
  5.     int pathLength = strlen(path);  
  6.     if (pathLength >= PATH_MAX) {  
  7.         return UNKNOWN_ERROR;  
  8.     }  
  9.     char* pathBuffer = (char *)malloc(PATH_MAX + 1);  
  10.     if (!pathBuffer) {  
  11.         return UNKNOWN_ERROR;  
  12.     }  
  13.   
  14.     int pathRemaining = PATH_MAX - pathLength;  
  15.     strcpy(pathBuffer, path);  
  16.     if (pathLength > 0 && pathBuffer[pathLength - 1] != '/') {  
  17.         pathBuffer[pathLength] = '/';  
  18.         pathBuffer[pathLength + 1] = 0;  
  19.         --pathRemaining;  
  20.     }  
  21.   
  22.     client.setLocale(locale());  
  23.   
  24.     status_t result =  
  25.         doProcessDirectory(  
  26.                 pathBuffer, pathRemaining, extensions, client,  
  27.                 exceptionCheck, exceptionEnv);  
  28.   
  29.     free(pathBuffer);  
  30.   
  31.     return result;  
  32. }  

此函数没干什么事,具体工作是在doProcessDirectory中做的 STEP 8
[cpp] view plain copy
  1. status_t MediaScanner::doProcessDirectory(  
  2.         char *path, int pathRemaining, const char *extensions,  
  3.         MediaScannerClient &client, ExceptionCheck exceptionCheck,  
  4.         void *exceptionEnv) {  
  5.      . . .   
  6. }  

此函数太长,在此不粘出来了,这里首先要解释下这些参数,path - 要扫描文件夹路径以'/'结尾,pathRemaining为路径长度与路径最大长度之间的差值,也就是防止扫描时路径超出范围,extensions 前面已经解释过是后缀,client是是STEP6中实例化的MyMediaScannerClient对象,后面两个参数是一些异常处理不用关心。

大家仔细看这个函数的代码就可以知道,它完成的是遍历文件夹并找到有相应extensions 里面后缀的文件fileMatchesExtension(path, extensions),如果文件大小大于0就调用client.scanFile(path, statbuf.st_mtime, statbuf.st_size);来进行文件读取扫描  注意这里才会读文件的实际内容。

STEP 9

[java] view plain copy
  1. virtual bool scanFile(const char* path, long long lastModified, long long fileSize)  
  2.    {  
  3.        jstring pathStr;  
  4.        if ((pathStr = mEnv->NewStringUTF(path)) == NULL) return false;  
  5.   
  6.        mEnv->CallVoidMethod(mClient, mScanFileMethodID, pathStr, lastModified, fileSize);  
  7.   
  8.        mEnv->DeleteLocalRef(pathStr);  
  9.        return (!mEnv->ExceptionCheck());  
  10.    }  
看看,终于用到了mClient,java层传进来的client ,这就是回调到了java 类MyMediaScannerClient里面的STEP 10
[java] view plain copy
  1. public void scanFile(String path, long lastModified, long fileSize) {  
  2.            // This is the callback funtion from native codes.  
  3.            // Log.v(TAG, "scanFile: "+path);  
  4.            doScanFile(path, null, lastModified, fileSize, false);  
  5.        }  
主要看doScanFile     STEP 11
[java] view plain copy
  1.   public Uri doScanFile(String path, String mimeType, long lastModified, long fileSize, boolean scanAlways) {  
  2.             Uri result = null;  
  3. //            long t1 = System.currentTimeMillis();  
  4.             try {  
  5.                 FileCacheEntry entry = beginFile(path, mimeType, lastModified, fileSize);  
  6.                 // rescan for metadata if file was modified since last scan  
  7.                 if (entry != null && (entry.mLastModifiedChanged || scanAlways)) {  
  8.                     String lowpath = path.toLowerCase();  
  9.                     boolean ringtones = (lowpath.indexOf(RINGTONES_DIR) > 0);  
  10.                     boolean notifications = (lowpath.indexOf(NOTIFICATIONS_DIR) > 0);  
  11.                     boolean alarms = (lowpath.indexOf(ALARMS_DIR) > 0);  
  12.                     boolean podcasts = (lowpath.indexOf(PODCAST_DIR) > 0);  
  13.                     boolean music = (lowpath.indexOf(MUSIC_DIR) > 0) ||  
  14.                         (!ringtones && !notifications && !alarms && !podcasts);  
  15.   
  16.                     if (!MediaFile.isImageFileType(mFileType)) {  
  17.                         processFile(path, mimeType, this);  
  18.                     }  
  19.   
  20.                     result = endFile(entry, ringtones, notifications, alarms, music, podcasts);  
  21.                 }  
  22.             } catch (RemoteException e) {  
  23.                 Log.e(TAG, "RemoteException in MediaScanner.scanFile()", e);  
  24.             }  
  25. //            long t2 = System.currentTimeMillis();  
  26. //            Log.v(TAG, "scanFile: " + path + " took " + (t2-t1));  
  27.             return result;  
  28.         }  
此函数里面又有三个比较重要的函数beginFile   processFile   endFile
先看beginFile    STEP 12
[java] view plain copy
  1.   public FileCacheEntry beginFile(String path, String mimeType, long lastModified, long fileSize) {  
  2.      . . .  
  3. }  
构建一个FileCacheEntry对象,存储文件的一些基本信息,并且放入mFileCache HashMap中。

根据此文件是否修改来觉得是否processFile   ,又进入到native中

在此插入一段代码

[cpp] view plain copy
  1. static void  
  2. android_media_MediaScanner_native_setup(JNIEnv *env, jobject thiz)  
  3. {  
  4.     MediaScanner *mp = NULL;  
  5.     char value[PROPERTY_VALUE_MAX];  
  6.     if (property_get("media.framework.option", value, NULL) && (!strcmp(value, "1"))){  
  7. #ifndef NO_OPENCORE  
  8.         mp = new PVMediaScanner();  
  9. #else  
  10.         mp = new StagefrightMediaScanner;  
  11. #endif  
  12.     }else{  
  13.         mp = new StagefrightMediaScanner;  
  14.     }  
  15.   
  16.     if (mp == NULL) {  
  17.         jniThrowException(env, "java/lang/RuntimeException""Out of memory");  
  18.         return;  
  19.     }  
  20.   
  21.     env->SetIntField(thiz, fields.context, (int)mp);  
  22. }  

android2.2以上mediascanner使用StagefrightMediaScanner

STEP 13

[cpp] view plain copy
  1. static void  
  2. android_media_MediaScanner_processFile(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path, jstring mimeType, jobject client)  
  3. {  
  4.     MediaScanner *mp = (MediaScanner *)env->GetIntField(thiz, fields.context);  
  5.   
  6.     if (path == NULL) {  
  7.         jniThrowException(env, "java/lang/IllegalArgumentException", NULL);  
  8.         return;  
  9.     }  
  10.       
  11.     const char *pathStr = env->GetStringUTFChars(path, NULL);  
  12.     if (pathStr == NULL) {  // Out of memory  
  13.         jniThrowException(env, "java/lang/RuntimeException""Out of memory");  
  14.         return;  
  15.     }  
  16.     const char *mimeTypeStr = (mimeType ? env->GetStringUTFChars(mimeType, NULL) : NULL);  
  17.     if (mimeType && mimeTypeStr == NULL) {  // Out of memory  
  18.         env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);  
  19.         jniThrowException(env, "java/lang/RuntimeException""Out of memory");  
  20.         return;  
  21.     }  
  22.   
  23.     MyMediaScannerClient myClient(env, client);  
  24.     mp->processFile(pathStr, mimeTypeStr, myClient);  
  25.     env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);  
  26.     if (mimeType) {  
  27.         env->ReleaseStringUTFChars(mimeType, mimeTypeStr);  
  28.     }  
  29. }  

不再累述,直接进入 STEP 14
[cpp] view plain copy
  1. status_t StagefrightMediaScanner::processFile(  
  2.         const char *path, const char *mimeType,  
  3.         MediaScannerClient &client) {  
  4.      . . .   
  5. }  

由于StagefrightMediaScanner又进入到了stagefright 框架,比较复杂,鉴于篇幅限制,在下一篇blog中继续分析STEP 14

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