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#### 2.4.5 使用ContentProvider **ContentProvider是Android中提供的专门用于不同应用间进行数据共享的方式,从这一点来看,它天生就适合进程间通信**。 **和Messenger一样,ContentProvider的底层实现同样也是Binder**,由此可见,**Binder在Android系统中是何等的重要**。 虽然**ContentProvider的底层实现是Binder,但是它的使用过程要比AIDL简单许多,这是因为系统已经为我们做了封装,使得我们无须关心底层细节即可轻松实现IPC**。 ContentProvider虽然使用起来很简单,包括自己创建一个ContentProvider也不是什么难事,尽管如此,**它的细节还是相当多,比如CRUD操作、防止SQL注入和权限控制等**。由于章节主题限制,在本节中,笔者暂时不对ContentProvider的使用细节以及工作机制进行详细分析,而是为读者**介绍采用ContentProvider进行跨进程通信的主要流程**,至于使用细节和内部工作机制会在后续章节进行详细分析。 **系统预置了许多ContentProvider,比如通讯录信息、日程表信息等,要跨进程访问这些信息,只需要通过ContentResolver的query、update、insert和delete方法即可**。 * [ ] **实现一个自定义的ContentProvider,来演示进程间通信** 在本节中,我们来**实现一个自定义的ContentProvider,并演示如何在其他应用中获取ContentProvider中的数据从而实现进程间通信这一目的**。 首先,我们创建一个ContentProvider,名字就叫BookProvider。创建一个自定义的ContentProvider很简单,**只需要继承ContentProvider类并实现六个抽象方法即可:onCreate、query、update、insert、delete和getType**。 这六个抽象方法都很好理解, * **onCreate**代表ContentProvider的创建,一般来说我们**需要做一些初始化工作**; * **getType用来返回一个Uri请求所对应的MIME类型(媒体类型),比如图片、视频等**,这个媒体类型还是有点复杂的,**如果我们的应用不关注这个选项,可以直接在这个方法中返回null或者“*/*”**; * 剩下的四个方法对应于CRUD操作,即**实现对数据表的增删改查功能**。 根据Binder的工作原理,我们知道**这六个方法均运行在ContentProvider的进程中,除了onCreate由系统回调并运行在主线程里,其他五个方法均由外界回调并运行在Binder线程池中**,这一点在接下来的例子中可以再次证明。 **ContentProvider主要以表格的形式来组织数据,并且可以包含多个表,对于每个表格来说,它们都具有行和列的层次性,行往往对应一条记录,而列对应一条记录中的一个字段,这点和数据库很类似**。 除了表格的形式,**ContentProvider还支持文件数据,比如图片、视频等**。**文件数据和表格数据的结构不同,因此处理这类数据时可以在ContentProvider中返回文件的句柄给外界从而让文件来访问ContentProvider中的文件信息**。 **Android系统所提供的MediaStore功能就是文件类型的ContentProvider**,详细实现可以参考MediaStore。另外,虽然ContentProvider的底层数据看起来很像一个SQLite数据库,但是**ContentProvider对底层的数据存储方式没有任何要求,我们既可以使用SQLite数据库,也可以使用普通的文件,甚至可以采用内存中的一个对象来进行数据的存储**,这一点在后续的章节中会再次介绍,所以这里不再深入了。 下面看一个最简单的示例,它演示了ContentProvider的工作工程。首先创建一个BookProvider类,它继承自ContentProvider并实现了ContentProvider的六个必须需要实现的抽象方法。 在下面的代码中,我们什么都没干,尽管如此,这个BookProvider也是可以工作的,只是它无法向外界提供有效的数据而已。 // ContentProvider.java public class BookProvider extends ContentProvider { private static final String TAG = "BookProvider"; @Override public boolean onCreate() { Log.d(TAG, "onCreate, current thread:" + Thread.currentThread(). getName()); return false; } @Override public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) { Log.d(TAG, "query, current thread:" + Thread.currentThread(). getName()); return null; } @Override public String getType(Uri uri) { Log.d(TAG, "getType"); return null; } @Override public Uri insert(Uri uri, ContentValues values) { Log.d(TAG, "insert"); return null; } @Override public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) { Log.d(TAG, "delete"); return 0; } @Override public int update(Uri uri, ContentValues values, String selection, String[] selectionArgs) { Log.d(TAG, "update"); return 0; } } 接着我们需要**注册这个BookProvider**,如下所示。**其中`android:authorities`是Content-Provider的唯一标识,通过这个属性外部应用就可以访问我们的BookProvider,因此,`android:authorities`必须是唯一的**,这里**建议读者在命名的时候加上包名前缀**。 为了**演示进程间通信**,我们**让BookProvider运行在独立的进程中并给它添加了权限,这样外界应用如果想访问BookProvider,就必须声明“`com.ryg.PROVIDER`”这个权限**。 * **ContentProvider的权限** **ContentProvider的权限还可以细分为读权限和写权限,分别对应android:readPermission和android:writePermission属性,如果分别声明了读权限和写权限,那么外界应用也必须依次声明相应的权限才可以进行读/写操作,否则外界应用会异常终止**。 关于权限这一块,请读者自行查阅相关资料,本章不进行详细介绍。 <provider android:name=".provider.BookProvider" android:authorities="com.ryg.chapter_2.book.provider" android:permission="com.ryg.PROVIDER" android:process=":provider" > </provider> 注册了ContentProvider以后,我们就可以在外部应用中访问它了。为了方便演示,这里仍然选择在同一个应用的其他进程中去访问这个BookProvider,至于在单独的应用中去访问这个BookProvider,和同一个应用中访问的效果是一样的,读者可以自行试一下(**注意要声明对应权限**)。 //ProviderActivity.java public class ProviderActivity extends Activity { @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_provider); Uri uri = Uri.parse("content://com.ryg.chapter_2.book.provider"); getContentResolver().query(uri, null, null, null, null); getContentResolver().query(uri, null, null, null, null); getContentResolver().query(uri, null, null, null, null); } } 在上面的代码中,我们通过ContentResolver对象的query方法去查询BookProvider中的数据,**其中“`content://com.ryg.chapter_2.book.provider`”唯一标识了BookProvider**,而这个标识正是我们前面为BookProvider的android:authorities属性所指定的值。我们运行后看一下log。 从下面log可以看出,**BookProvider中的query方法被调用了三次,并且这三次调用不在同一个线程中。可以看出,它们运行在一个Binder线程中**,前面提到**update、insert和delete方法同样也运行在Binder线程中**。另外,**onCreate运行在main线程中,也就是UI线程**,所以我们不能在onCreate中做耗时操作。 D/BookProvider(2091): onCreate, current thread:main D/BookProvider(2091): query, current thread:Binder Thread #2 D/BookProvider(2091): query, current thread:Binder Thread #1 D/BookProvider(2091): query, current thread:Binder Thread #2 D/MyApplication(2091): application start, process name:com.ryg.chapter_ 2:provider 到这里,整个ContentProvider的流程我们已经跑通了,虽然ContentProvider中没有返回任何数据。接下来,在上面的基础上,我们继续完善BookProvider,从而使其能够对外部应用提供数据。 继续本章提到的那个例子,现在我们要提供一个BookProvider,外部应用可以通过BookProvider来访问图书信息,为了更好地演示ContentProvider的使用,用户还可以通过BookProvider访问到用户信息。为了完成上述功能,我们**需要一个数据库来管理图书和用户信息**,这个数据库不难实现,代码如下: ~~~ package com.ryg.chapter_2.provider; public class DbOpenHelper extends SQLiteOpenHelper { private static final String DB_NAME = "book_provider.db"; public static final String BOOK_TABLE_NAME = "book"; public static final String USER_TALBE_NAME = "user"; private static final int DB_VERSION = 1; private String CREATE_BOOK_TABLE = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS " + BOOK_TABLE_NAME + "(_id INTEGER PRIMARY KEY," + "name TEXT)"; private String CREATE_USER_TABLE = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS " + USER_TALBE_NAME + "(_id INTEGER PRIMARY KEY," + "name TEXT," + "sex INT)"; public DbOpenHelper(Context context) { super(context, DB_NAME, null, DB_VERSION); } @Override public void onCreate(SQLiteDatabase db) { db.execSQL(CREATE_BOOK_TABLE); db.execSQL(CREATE_USER_TABLE); } @Override public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) { // TODO ignored } } ~~~ 上述代码是一个**最简单的数据库的实现**,我们**借助SQLiteOpenHelper来管理数据库的创建、升级和降级**。下面我们就要通过BookProvider向外界提供上述数据库中的信息了。 我们知道,**ContentProvider通过Uri来区分外界要访问的的数据集合**,在本例中**支持外界对BookProvider中的book表和user表进行访问,为了知道外界要访问的是哪个表,我们需要为它们定义单独的Uri和Uri_Code(一个对应book表一个对应user表),并将Uri和对应的Uri_Code相关联**,我们可以**使用UriMatcher的addURI方法将Uri和Uri_Code关联到一起**。 这样,**当外界请求访问BookProvider时,我们就可以根据请求的Uri来得到Uri_Code,有了Uri_Code我们就可以知道外界想要访问哪个表,然后就可以进行相应的数据操作了**,具体代码如下所示。 public class BookProvider extends ContentProvider { private static final String TAG = "BookProvider"; public static final String AUTHORITY = "com.ryg.chapter_2.book. provider"; public static final Uri BOOK_CONTENT_URI = Uri.parse("content://" + AUTHORITY + "/book"); public static final Uri USER_CONTENT_URI = Uri.parse("content://" + AUTHORITY + "/user"); public static final int BOOK_URI_CODE = 0; public static final int USER_URI_CODE = 1; private static final UriMatcher sUriMatcher = new UriMatcher( UriMatcher.NO_MATCH); static { sUriMatcher.addURI(AUTHORITY, "book", BOOK_URI_CODE); sUriMatcher.addURI(AUTHORITY, "user", USER_URI_CODE); } ... } 从上面代码可以看出,我们**分别为book表和user表指定了Uri**, 分别为“`content://com.ryg.chapter_2.book.provider/book`”和 “`content://com.ryg.chapter_2.book. provider/user`”, **这两个Uri所关联的Uri_Code分别为0和1**。这个关联过程是通过下面的语句来完成的: ``` sUriMatcher.addURI(AUTHORITY, "book", BOOK_URI_CODE); sUriMatcher.addURI(AUTHORITY, "user", USER_URI_CODE); ``` 将Uri和Uri_Code管理以后,我们就可以**通过如下方式来获取外界所要访问的数据源,根据Uri先取出Uri_Code,根据Uri_Code再得到数据表的名称,知道了外界要访问的表**,接下来就可以响应外界的增删改查请求了。 ~~~ private String getTableName(Uri uri) { String tableName = null; switch (sUriMatcher.match (uri)) { case BOOK_URI_CODE: tableName = DbOpenHelper.BOOK_TABLE_NAME; break; case USER_URI_CODE: tableName = DbOpenHelper.USER_TALBE_NAME; break; default: break; } return tableName; } ~~~ 接着,我们就可以**实现query、update、insert、delete方法了**。 如下是query方法的实现,首先我们要从Uri中取出外界要访问的表的名称,然后根据外界传递的查询参数就可以进行数据库的查询操作了,这个过程比较简单。 ~~~ @Override public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) { Log.d (TAG, "query, current thread:" + Thread.currentThread ().getName ()); String table = getTableName (uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException ("Unsupported URI: " + uri); } return mDb.query (table, projection, selection, selectionArgs, null, null, sortOrder, null); } ~~~ 另外三个方法的实现思想和query是类似的,**只有一点不同,那就是update、insert和delete方法会引起数据源的改变,这个时候我们需要通过ContentResolver的notifyChange方法来通知外界当前ContentProvider中的数据已经发生改变**。 要**观察一个ContentProvider中的数据改变情况,可以通过ContentResolver的registerContentObserver方法来注册观察者,通过unregisterContentObserver方法来解除观察者**。 对于这三个方法,这里不再详细解释了,BookProvider的完整代码如下: ~~~ package com.ryg.chapter_2.provider; public class BookProvider extends ContentProvider { private static final String TAG = "BookProvider"; public static final String AUTHORITY = "com.ryg.chapter_2.book.provider"; public static final Uri BOOK_CONTENT_URI = Uri.parse ("content://" + AUTHORITY + "/book"); public static final Uri USER_CONTENT_URI = Uri.parse ("content://" + AUTHORITY + "/user"); public static final int BOOK_URI_CODE = 0; public static final int USER_URI_CODE = 1; private static final UriMatcher sUriMatcher = new UriMatcher ( UriMatcher.NO_MATCH); public static final String METHOD_ADD_BOOK = "addBook"; public static final String METHOD_GET_BOOK = "getBook"; private List<Book> mPrivateBooks = new ArrayList<Book> (); static { sUriMatcher.addURI (AUTHORITY, "book", BOOK_URI_CODE); sUriMatcher.addURI (AUTHORITY, "user", USER_URI_CODE); } private Context mContext; private SQLiteDatabase mDb; @Override public boolean onCreate() { Log.d (TAG, "onCreate, current thread:" + Thread.currentThread ().getName ()); mContext = getContext (); //ContentProvider创建时,初始化数据库。注意:这里仅仅是为了演示,实际使用中不推荐在主线程中进行耗时的数据库操作 initProviderData (); return true; } private void initProviderData() { mDb = new DbOpenHelper (mContext).getWritableDatabase (); mDb.execSQL ("delete from " + DbOpenHelper.BOOK_TABLE_NAME); mDb.execSQL ("delete from " + DbOpenHelper.USER_TALBE_NAME); mDb.execSQL ("insert into book values(3,'Android');"); mDb.execSQL ("insert into book values(4,'Ios');"); mDb.execSQL ("insert into book values(5,'Html5');"); mDb.execSQL ("insert into user values(1,'jake',1);"); mDb.execSQL ("insert into user values(2,'jasmine',0);"); } @Override public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) { Log.d (TAG, "query, current thread:" + Thread.currentThread ().getName ()); String table = getTableName (uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException ("Unsupported URI: " + uri); } return mDb.query (table, projection, selection, selectionArgs, null, null, sortOrder, null); } @Override public String getType(Uri uri) { Log.d (TAG, "getType"); return null; } @Override public Uri insert(Uri uri, ContentValues values) { Log.d (TAG, "insert"); String table = getTableName (uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException ("Unsupported URI: " + uri); } mDb.insert (table, null, values); mContext.getContentResolver ().notifyChange (uri, null); return uri; } @Override public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) { Log.d (TAG, "delete"); String table = getTableName (uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException ("Unsupported URI: " + uri); } int count = mDb.delete (table, selection, selectionArgs); if (count > 0) { getContext ().getContentResolver ().notifyChange (uri, null); } return count; } @Override public int update(Uri uri, ContentValues values, String selection, String[] selectionArgs) { Log.d (TAG, "update"); String table = getTableName (uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException ("Unsupported URI: " + uri); } int row = mDb.update (table, values, selection, selectionArgs); if (row > 0) { getContext ().getContentResolver ().notifyChange (uri, null); } return row; } private String getTableName(Uri uri) { String tableName = null; switch (sUriMatcher.match (uri)) { case BOOK_URI_CODE: tableName = DbOpenHelper.BOOK_TABLE_NAME; break; case USER_URI_CODE: tableName = DbOpenHelper.USER_TALBE_NAME; break; default: break; } return tableName; } /** * @param method 只是一个标记,它不是具体的一个方法名,可以使任意值 * @param arg 没有时,为null * @param extras * @return */ @Override public Bundle call(String method, String arg, Bundle extras) { Bundle bundle = null; String msg = String.format ("call method [%s] in %s", method, Thread.currentThread ().getName ()); Log.d (TAG, msg); Log.d (TAG, "arg:" + arg + "bundle:" + extras); if (method.equals (METHOD_ADD_BOOK)) { extras.setClassLoader (Book.class.getClassLoader ()); Book book = extras.getParcelable ("book"); mPrivateBooks.add (book); } else if (method.equals (METHOD_GET_BOOK)) { bundle = new Bundle (); int bookId = extras.getInt ("_id"); for (Book book : mPrivateBooks) { if (book.bookId == bookId) { bundle.putParcelable ("book", book); break; } } } return bundle; } } ~~~ >[info]需要注意的是,**query、update、insert、delete四大方法是存在多线程并发访问的,因此方法内部要做好线程同步**。 在本例中,**由于采用的是SQLite并且只有一个SQLiteDatabase的连接,所以可以正确应对多线程的情况。具体原因是SQLiteDatabase内部对数据库的操作是有同步处理的,但是如果通过多个SQLiteDatabase对象来操作数据库就无法保证线程同步,因为SQLiteDatabase对象之间无法进行线程同步**。 **如果ContentProvider的底层数据集是一块内存的话,比如是List,在这种情况下同List的遍历、插入、删除操作就需要进行线程同步,否则就会引起并发错误**,这点是尤其需要注意的。 到这里BookProvider已经实现完成了,接着我们在外部访问一下它,看看是否能够正常工作。 ~~~ package com.ryg.chapter_2.provider; public class ProviderActivity extends Activity { private static final String TAG = "ProviderActivity"; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate (savedInstanceState); setContentView (R.layout.activity_provider); // Uri uri = Uri.parse("content://com.ryg.chapter_2.book.provider"); // getContentResolver().query(uri, null, null, null, null); // getContentResolver().query(uri, null, null, null, null); // getContentResolver().query(uri, null, null, null, null); Uri bookUri = Uri.parse ("content://com.ryg.chapter_2.book.provider/book"); ContentValues values = new ContentValues (); values.put ("_id", 6); values.put ("name", "程序设计的艺术"); getContentResolver ().insert (bookUri, values); Cursor bookCursor = getContentResolver ().query (bookUri, new String[]{"_id", "name"}, null, null, null); while (bookCursor.moveToNext ()) { Book book = new Book (); book.bookId = bookCursor.getInt (0); book.bookName = bookCursor.getString (1); Log.d (TAG, "query book:" + book.toString ()); } bookCursor.close (); Uri userUri = Uri.parse ("content://com.ryg.chapter_2.book.provider/user"); Cursor userCursor = getContentResolver ().query (userUri, new String[]{"_id", "name", "sex"}, null, null, null); while (userCursor.moveToNext ()) { User user = new User (); user.userId = userCursor.getInt (0); user.userName = userCursor.getString (1); user.isMale = userCursor.getInt (2) == 1; Log.d (TAG, "query user:" + user.toString ()); } userCursor.close (); if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB) { Uri specialBookUri = Uri.parse ("content://com.ryg.charter_2.book.provider"); Bundle bundle = new Bundle (); bundle.putInt ("_id", 2); Bundle getResult = getContentResolver ().call (specialBookUri, BookProvider.METHOD_GET_BOOK, "arg_1", bundle); getResult.setClassLoader (Book.class.getClassLoader ()); Log.d (TAG, "get book with id 2:" + getResult.getParcelable ("book")); Bundle addBookBundle = new Bundle (); addBookBundle.putParcelable ("book", new Book (0, "数学之美")); Bundle setResult = getContentResolver ().call (specialBookUri, BookProvider.METHOD_ADD_BOOK, "arg_2", addBookBundle); Log.d (TAG, "add book with id 0:" + setResult); bundle.putInt ("_id", 0); Bundle getResult0 = getContentResolver ().call (specialBookUri, BookProvider.METHOD_GET_BOOK, "arg_1", bundle); getResult0.setClassLoader (Book.class.getClassLoader ()); Log.d (TAG, "get book with id 0:" + getResult0.getParcelable ("book")); } } } ~~~ 默认情况下,BookProvider的数据库中有三本书和两个用户,在上面的代码中,我们首先添加一本书:“程序设计的艺术”。接着查询所有的图书,这个时候应该查询出四本书,因为我们刚刚添加了一本。然后查询所有的用户,这个时候应该查询出两个用户。是不是这样呢?我们运行一下程序,看一下log。 D/BookProvider( 1127): insert D/BookProvider( 1127): query, current thread:Binder Thread #1 D/ProviderActivity( 1114): query book:[bookId:3, bookName:Android] D/ProviderActivity( 1114): query book:[bookId:4, bookName:Ios] D/ProviderActivity( 1114): query book:[bookId:5, bookName:Html5] D/ProviderActivity( 1114): query book:[bookId:6, bookName:程序设计的艺术] D/MyApplication( 1127): application start, process name:com.ryg.chapter_ 2:provider D/BookProvider( 1127): query, current thread:Binder Thread #3 D/ProviderActivity( 1114): query user:User:{userId:1, userName:jake, isMale:true}, with child:{null} D/ProviderActivity( 1114): query user:User:{userId:2, userName:jasmine, isMale:false}, with child:{null} 从上述log可以看到,我们的确查询到了4本书和2个用户,这说明BookProvider已经能够正确地处理外部的请求了,读者可以自行验证一下update和delete操作,这里就不再验证了。同时,**由于ProviderActivity和BookProvider运行在两个不同的进程中,因此,这也构成了进程间的通信**。 **ContentProvider除了支持对数据源的增删改查这四个操作,还支持自定义调用,这个过程是通过ContentResolver的Call方法和ContentProvider的Call方法来完成的**。 关于使用ContentProvider来进行IPC就介绍到这里,ContentProvider本身还有一些细节这里并没有介绍,读者可以自行了解,本章侧重的是各种进程间通信的方法以及它们的区别,因此针对某种特定的方法可能不会介绍得面面俱到。另外,ContentProvider在后续章节还会有进一步的讲解,主要包括细节问题和工作原理,读者可以阅读后面的相应章节。