一、数据访问者
ContentProvider组件是Android四大组件之一，它的使用频率低于前三者，但是也非常重要。它提供了一种组件进程向外部进程暴露数据的通用方案。在该组件进程，数据存储方式可以是数据库、sharedpreferences、xml、文件或网络。外部进程通过统一的接口实现对组件进程的数据访问，使数据提供者和访问者完全解耦，并且不用关心数据的存储方式。
我们在使用它时，比如向某个进程ContentProvider组件插入数据，在Activity组件中定义如下代码。
ContentResolver contentResolver = getContentResolver();
Uri uri = Uri.parse("content://xxx/xxx");
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("name", "Demo");
Uri returnuir = contentResolver.insert(uri, values);
首先，通过在Activity组件调用getContentResolver方法，获取一个ContentResolver访问者，ContentResolver是抽象类。
然后，通过统一资源标识符Uri，匹配ContentProvider，调用ContentResolver访问者的增删查改方法，访问者的#insert方法实现插入。
@Override
public ContentResolver getContentResolver() {
return mBase.getContentResolver();
}
Activity组件Wrapper类中，调用ContextImpl实现类的getContentResolver方法。
@Override
public ContentResolver getContentResolver() {
return mContentResolver;
}
ContentResolver对象在它的ContextImpl内部，它的构造方法初始化。
private ContextImpl(ContextImpl container, ActivityThread mainThread,
LoadedApk packageInfo, ...) {
mOuterContext = this;
mMainThread = mainThread;
if (user == null) {
user = Process.myUserHandle();
}
mContentResolver = new ApplicationContentResolver(this, mainThread, user);
}
原来，我们获取的ContentResolver是一个ApplicationContentResolver对象，继承了ContentResolver抽象类，实现acquireProvider方法。下面是调用它的插入insert方法。
public final Uri insert(Uri url, ContentValues values) {
//先ContentResolver的final方法
IContentProvider provider = acquireProvider(url);
//provider为空说明Uri无法识别，抛出异常
try {
long startTime = SystemClock.uptimeMillis();
Uri createdRow = provider.insert(mPackageName, url, values);
long durationMillis = SystemClock.uptimeMillis() - startTime;
return createdRow;
} catch (RemoteException e) {
return null;
} finally {
releaseProvider(provider);
}
}
先查找IContentProvider，然后具体调用它的insert方法。最后会释放掉IContentProvider。
下面分析一下查找IContentProvider的过程，这是比较重要的部分哈。通过里面调用子类ApplicationContentResolver实现的acquireProvider方法实现。
public final IContentProvider acquireProvider(Uri uri) {
//SCHEME_CONTENT是"content"
if (!SCHEME_CONTENT.equals(uri.getScheme())) {
return null;
}
final String auth = uri.getAuthority();
if (auth != null) {
//触发子类实现的acquireProvider方法
return acquireProvider(mContext, auth);
}
return null;
}
统一资源标识符一般有四个部分组成，协议content://，授权信息域名，是ContentProvider唯一的标识符，目录即是表明，最后是文件，具体的某项记录ID，协议://域名/目录/文件#片段标示符。
这里会判断，如果统一资源标识符协议不是content，不符合Uri，返回空。getAuthority方法，获取的解析Uri得到的authorities字符串。在ContentProvider数据提供者中，通过UriMatcher的addURI添加需匹配的Uri，包括authority，存储路径或者表名，以及匹配码。UriMatcher#match方法时，如果传入Uri匹配，则返回匹配码。
protected IContentProvider acquireProvider(Context context, String auth) {
return mMainThread.acquireProvider(context,
ContentProvider.getAuthorityWithoutUserId(auth),
resolveUserIdFromAuthority(auth), true);
}
调用ActivityThread类的acquireProvider方法，传入的参数是解析Uri得到的授权部分信息字符。
public final IContentProvider acquireProvider(
Context c, String auth, int userId, boolean stable) {
final IContentProvider provider = acquireExistingProvider(c, auth,
userId, stable);
if (provider != null) {
return provider;
}
IActivityManager.ContentProviderHolder holder = null;
try {
holder = ActivityManagerNative.getDefault().getContentProvider(
getApplicationThread(), auth, userId, stable);
} catch (RemoteException ex) {
}
if (holder == null) {
//无法找到auth对应的provider
return null;
}
holder = installProvider(c, holder, holder.info,
true /*noisy*/, holder.noReleaseNeeded, stable);
return holder.provider;
}
在ActivityThread的方法中，首先是acquireExistingProvider方法，根据auth和userId创建一个ProviderKey值，在本进程的ArrayMap中查找ProviderClientRecord，若找到返回其内部的IContentProvider。
ArrayMap mProviderMap。
ActivityThread类内部ProviderMap，负责保存本地ProviderClientRecord。
当本地IContentProvider不存在时，访问Ams服务getContentProvider方法，请求Ams服务启动ContentProvider。
@Override
public final ContentProviderHolder getContentProvider(
IApplicationThread caller, String name, int userId, boolean stable) {
//IApplicationThread是空抛出异常
return getContentProviderImpl(caller, name, null, stable, userId);
}
调用Ams的getContentProviderImpl方法，返回一个ContentProviderHolder，它是在IActivityManager接口中定义的Parcelable类型，封装IContentProvider。有下面一段代码。
ProcessRecord proc = getProcessRecordLocked(
cpi.processName, cpr.appInfo.uid, false);
if (proc != null && proc.thread != null) {
//ContentProvider所在进程存在，但是还发布到Ams。
if (!proc.pubProviders.containsKey(cpi.name)) {
//加入ContentProviderRecord记录，同时让组件进程启动
proc.pubProviders.put(cpi.name, cpr);
try {
proc.thread.scheduleInstallProvider(cpi);
} catch (RemoteException e) {
}
}
} else {
//ContentProvider所在进程还不存在，创建
proc = startProcessLocked(cpi.processName,
cpr.appInfo, false, 0, "content provider",
new ComponentName(cpi.applicationInfo.packageName,
cpi.name), false, false, false);
if (proc == null) {
return null;
}
}
查看一下ContentProvider组件所在进程是否存在，如果ProcessRecord是空，进程未创建，startProcessLocked方法，创建一个目标ContentProvider组件进程。
进程存在，是否已经发布到Ams
如果进程已存在，且ProcessRecord内部ArrayMap没有保存ContentProviderRecord，回调App进程scheduleXxx方法，启动ContentProvider。如果在ProcessRecord内部ArrayMap查找到进程的ContentProvider已经启动并发布，不需要回调Provider组件的App进程。
final ArrayMap pubProviders = new ArrayMap<>();
回到ContentProviders组件所在App进程，调用installContentProviders方法，启动ContentProvider，遍历ProviderInfo，每一个都调用本地installProvider方法。
private void installContentProviders(
Context context, List providers) {
final ArrayList results =
new ArrayList();
for (ProviderInfo cpi : providers) {
IActivityManager.ContentProviderHolder cph = installProvider(context, null, cpi,
false /*noisy*/, true /*noReleaseNeeded*/, true /*stable*/);
if (cph != null) {
cph.noReleaseNeeded = true;
results.add(cph);
}
}
try {
ActivityManagerNative.getDefault().publishContentProviders(
getApplicationThread(), results);
} catch (RemoteException ex) {
}
}
这里调用installProvider方法，传入ContentProviderHolder是空，当它是空时，创建ContentProvider组件对象，获取内部IContentProvider，然后，触发attachInfo方法。attachInfo方法中，初始化内部Context，调用组件onCreate方法。
try {
final ClassLoader cl = c.getClassLoader();
localProvider = (ContentProvider)cl.
loadClass(info.name).newInstance();
provider = localProvider.getIContentProvider();
localProvider.attachInfo(c, info);
} catch (Exception e) {
}
方法最后，调用Ams的publishContentProviders方法，将ContentProvider发布到Ams服务，传入的是ContentProviderHolder列表。
发布到Ams服务，根据ContentProviderHolder在ProcessRecord内部的ArrayMap(即pubProviders)中查找ContentProviderRecord记录，将该记录放入Ams的ProviderMap，它存储Ams的ContentProviderRecord。
再次回到ActivityThread的acquireProvider方法。
最终，Ams服务getContentProviderImpl方法返回ContentProviderHolder对象。从Ams服务获取到ContentProviderHolder，调用ActivityThread的installProvider方法，这里调用的该方法传入ContentProviderHolder不是空，不会再执行onCreate方法启动组件，在本地进程创建ProviderClientRecord记录保存ArrayMap，下次可以直接从本地获取IContentProvider，更新Ref计数。
下面是一张数据操作时查找IContentProvider代理的流程图。
二、数据通信原理
前面介绍过，在数据提供者所在进程，当Ams服务发起scheduleInstallProvider方法回调时，在ActivityThread的installProvider方法中，创建ContentProvider对象，执行onCreate方法，这样，数据提供者组件就启动起来了，并且会发布到Ams服务。
在请求数据的进程中，通过IContentProvider的数据操作方法实现组件访问。进程间通信采用Binder方案，IContentProvider是通信业务接口。
ContentProvider是抽象类，子类实现数据操作，数据操作的四种方法，增删查改。
//增
public abstract Uri insert(Uri uri, ContentValues values);
//删
public abstract int delete(Uri uri, String selection,
String[] selectionArgs);
//查
public abstract Cursor query(Uri uri, String[] projection,
String selection, String[] selectionArgs,
String sortOrder);
//改
public abstract int update(Uri uri, ContentValues values,
String selection, String[] selectionArgs);
从Ams获取的IContentProvider是一个Binder代理。在ContentProvider组件内部引用一个Transport对象。
private Transport mTransport = new Transport();
它是ContentProvider内部类，继承ContentProviderNative，实现通信服务端IContentProvider具体数据操作业务。由它去调用继承组件实现的增删查改抽象方法。
class Transport extends ContentProviderNative {
}
在访问端进程触发从Ams服务返回的IContentProvider的数据插入方法时，在数据提供者进程，将触发Transport的insert方法。
@Override
public Uri insert(String callingPkg, Uri uri, ContentValues initialValues) {
validateIncomingUri(uri);
int userId = getUserIdFromUri(uri);
uri = getUriWithoutUserId(uri);
if (enforceWritePermission(callingPkg, uri, null) != AppOpsManager.MODE_ALLOWED) {
return rejectInsert(uri, initialValues);
}
final String original = setCallingPackage(callingPkg);
try {
//重写的ContentProvider的insert方法
return maybeAddUserId(ContentProvider.this.insert(uri, initialValues), userId);
} finally {
setCallingPackage(original);
}
}
该方法会进入我们ContentProvider子类重写的insert方法，可以实现数据写入，我们重写该方法，自由选择数据持久化方案。其他的数据操作方法流程和数据插入一样。
三、总结
请求端组件，获取ContentResolver抽象类的实现对象，调用它的增删查改方法操作数据。
根据Url，查找IContentProvider，先本地Map，找到ProviderClientRecord，去取内部IContentProvider。
未找到，Ams查询，返回ContentProviderHolder，内部IContentProvider返回，并创建一个ProviderClientRecord封装IContentProvider存本地。Ams查询时，若未发布，或进程问创建，先组件提供者进程去启动进程或者Provider组件，然后发布到Ams。
数据共享通信原理采用Binder机制。请求端从Ams获取的IContentProvider就是业务接口代理对象。
组件提供者进程ContentProvider组件实现增删查改方法，内部的Transport会调用他们。
任重而道远