从Android源码剖析Intent查询匹配的实现
前言
这篇文章主要是介绍一下Android Intent，并且从Android源码的角度对Intent查询匹配过程进行分析。
Intent介绍
Intent的中文是“意图”的意思，而意图是一个非常抽象的概念，那么在Android的编码设计中，如何实例化意图呢？因此Android系统明确指定一个Intent可由两方面属性来衡量。
主要属性：包括Action和Data。其中Action用于表示该Intent所表达的动作意图，Data用于表示该Action所操作的数据。
次要属性：包括Category、Type、Component和Extras。其中Category表示类别，Type表示数据的MIME类型，Component可用于指定特定的Intent的响应者（例如指定intent为某个包下的某个class类），Extras用于承载其他的信息。
Android系统中主要有两种类型的Intent，显示Intent（Explicit Intent）和隐式Intent（Implicit Intent）。
Explicit Intent：这类Intent明确指明了要找哪个Component。在代码中可以通过setClassName或者setComponent来锁定目标对象。
Implicit Intent：这类Intent不明确指明要启动哪个Component，而是设置Action、Data、Category让系统来筛选出合适的Component。
接下来，写两个代码示例，来介绍一下Explicit Intent和Implict Inent。首先是Explicit Intent：
private void startExplicitIntentWithComponent() {
Intent intent = new Intent();
ComponentName component = new ComponentName("com.example.photocrop", "com.example.photocrop.MainActivity");
intent.setComponent(component);
startActivity(intent);
}
private void startExplicitIntentWithClassName() {
Intent intent = new Intent();
intent.setClassName("com.example.photocrop", "com.example.photocrop.MainActivity");
startActivity(intent);
}
但是，从源码里面去看，发现setClassName也是借助了ComponentName实现了Explicit Intent。源码如下：
public Intent setClassName(String packageName, String className) {
mComponent = new ComponentName(packageName, className);
return this;
}
然后，在给出一个Implict Intent的代码示例。我这里用一个Activity标注一些Intent Filter为例，然后在写一个Intent用于启动它。
<activity
android:name=".SendIntentType">
<intent-filter >
<action android:name="justtest"/>
<category android:name="justcategory"/>
</intent-filter>
</activity>
在当前应用的AndroidManifest.xml中，给SendIntentType类增加了intent-filter，action的名字为“justtest”，category的名字为“justcategory”。启动该Activity的代码如下：
private void startImplictIntent() {
Intent intent = new Intent();
intent.setAction("justaction");
intent.addCategory("justcategory");
startActivity(intent);
}
系统在匹配Implict Intent的过程中，将以Intent Filter列出的3项内容为参考标准，具体步骤如下：
- 首先匹配IntentFilter的Action，如果Intent设置的action不满足IntentFilter的Action，则匹配失败。如果IntentFilter未设定Action或者设定的Action相同，则匹配成功。
- 然后检查IntentFilter的Category，匹配方法同Action的匹配相同，唯一例外的是当Category为CATEGORY_DEFAULT的情况。
- 最后检查Data。
Activityi信息的管理
从上面的分析可以看出，系统的匹配Intent的过程中，首先需要管理当前系统中所有Activity信息。Activity的信息是PackageManagerService在扫描APK的时候进行收集和管理的。相关源码如下：
// 处理该package的activity信息
N = pkg.activities.size();
r = null;
for (i = 0; i < N; i++) {
PackageParser.Activity a = pkg.activities.get(i);
a.info.processName = fixProcessName(pkg.applicationInfo.processName, a.info.processName,
pkg.applicationInfo.uid);
mActivities.addActivity(a, "activity");
}
上面代码中，有两个比较重要的数据结构，如下图所示。
结合代码和上图的数据结构，可知：
mAcitivitys为ActivityIntentResolver类型，是PKMS的成员变量，用于保存系统中所有与Activity相关的信息。此数据结构内部也有一个mActivities变量，它以ComponentName为key，保存PackageParser.Activity对象。
从APK中解析得到的所有和Acitivity相关的信息（包括XML中声明的IntentFilter标签）都由PackageParser.Activity来保存。
前面代码中调用addActivity函数完成了私有信息的公有化。addActivity函数的代码如下：
public final void addActivity(PackageParser.Activity a, String type) {
final boolean systemApp = isSystemApp(a.info.applicationInfo);
mActivities.put(a.getComponentName(), a);
final int NI = a.intents.size();
for (int j = 0; j < NI; j++) {
PackageParser.ActivityIntentInfo intent = a.intents.get(j);
if (!systemApp && intent.getPriority() > 0 && "activity".equals(type)) {
// 非系统APK的priority必须为0
intent.setPriority(0);
}
addFilter(intent);
}
}
接下来看一下addFilter函数。函数源码如下：
public void addFilter(F f) {
// mFilters保存所有IntentFilter信息
mFilters.add(f);
int numS = register_intent_filter(f, f.schemesIterator(),
mSchemeToFilter, " Scheme: ");
int numT = register_mime_types(f, " Type: ");
if (numS == 0 && numT == 0) {
register_intent_filter(f, f.actionsIterator(),
mActionToFilter, " Action: ");
}
if (numT != 0) {
register_intent_filter(f, f.actionsIterator(),
mTypedActionToFilter, " TypedAction: ");
}
}
这里又出现了几种数据结构，它们的类似都是ArrayMap<String, F[ ]>，其中F为模板参数。
- mSchemeToFilter：用于保存uri中与scheme相关的IntentFilter信息。
- mActionToFilter：用于保存仅设置Action条件的IntentFilter信息。
- mTypedActionToFilter：用于保存既设置了Action又设置了Data的MIME类型的IntentFilter信息。
了解了大概的数据结构之后，我们来看一下register_intent_filter的函数实现：
private final int register_intent_filter(F filter, Iterator<String> i,
ArrayMap<String, F[]> dest, String prefix) {
if (i == null) {
return 0;
}
int num = 0;
while (i.hasNext()) {
String name = i.next();
num++;
addFilter(dest, name, filter);
}
return num;
}
然后又是一个addFilter函数，明显是一个函数重载，我们来看一下这个addFilter的实现：
private final void addFilter(ArrayMap<String, F[]> map, String name, F filter) {
F[] array = map.get(name);
if (array == null) {
array = newArray(2);
map.put(name, array);
array[0] = filter;
} else {
final int N = array.length;
int i = N;
while (i > 0 && array[i-1] == null) {
i--;
}
if (i < N) {
array[i] = filter;
} else {
F[] newa = newArray((N*3)/2);
System.arraycopy(array, 0, newa, 0, N);
newa[N] = filter;
map.put(name, newa);
}
}
}
其实代码还是很简单的，如果F数组存在，则判断容量，不够则扩容，够的话就找到位置插入。如果F数组不存在，则创建一个容量为2的数组，将0号元素赋值为该filter。
Intent匹配查询分析
客户端通过ApplicationPackageManager输出的queryIntentActivities函数向PackageManagerService发起一次查询请求，代码如下：
@Override
public List<ResolveInfo> queryIntentActivities(Intent intent,
int flags) {
return queryIntentActivitiesAsUser(intent, flags, mContext.getUserId());
}
/** @hide Same as above but for a specific user */
@Override
public List<ResolveInfo> queryIntentActivitiesAsUser(Intent intent,
int flags, int userId) {
try {
return mPM.queryIntentActivities(
intent,
intent.resolveTypeIfNeeded(mContext.getContentResolver()),
flags,
userId);
} catch (RemoteException e) {
throw new RuntimeException("Package manager has died", e);
}
}
可以看到，queryIntentActivities的真正实现是在PackageManagerService.java中，函数代码如下：
public List<ResolveInfo> queryIntentActivities(Intent intent, String resolvedType, int flags, int userId) {
if (!sUserManager.exists(userId))
return Collections.emptyList();
enforceCrossUserPermission(Binder.getCallingUid(), userId, false, "query intent activities");
ComponentName comp = intent.getComponent();
if (comp == null) {
if (intent.getSelector() != null) {
intent = intent.getSelector();
comp = intent.getComponent();
}
}
if (comp != null) {
// Explicit的Intent，直接根据component得到对应的ActivityInfo
final List<ResolveInfo> list = new ArrayList<ResolveInfo>(1);
final ActivityInfo ai = getActivityInfo(comp, flags, userId);
if (ai != null) {
final ResolveInfo ri = new ResolveInfo();
ri.activityInfo = ai;
list.add(ri);
}
return list;
}
// reader
synchronized (mPackages) {
final String pkgName = intent.getPackage();
if (pkgName == null) {
// Implicit Intent
return mActivities.queryIntent(intent, resolvedType, flags, userId);
}
final PackageParser.Package pkg = mPackages.get(pkgName);
if (pkg != null) {
// 指定了包名的Intent
return mActivities.queryIntentForPackage(intent, resolvedType, flags, pkg.activities, userId);
}
return new ArrayList<ResolveInfo>();
}
}
可以看到，Explicit Intent的实现较为简单，我们重点来看一下Implict Intent实现。Implicit Intent调用了queryIntent方法，我们来看一下queryIntent的实现代码：
public List<ResolveInfo> queryIntent(Intent intent, String resolvedType, int flags, int userId) {
if (!sUserManager.exists(userId))
return null;
mFlags = flags;
return super.queryIntent(intent, resolvedType, (flags & PackageManager.MATCH_DEFAULT_ONLY) != 0, userId);
}
继续跟踪到IntentResolver.java的queryIntent方法，源码如下：
public List<R> queryIntent(Intent intent, String resolvedType, boolean defaultOnly,
int userId) {
String scheme = intent.getScheme();
ArrayList<R> finalList = new ArrayList<R>();
// 最多有4轮匹配操作
F[] firstTypeCut = null;
F[] secondTypeCut = null;
F[] thirdTypeCut = null;
F[] schemeCut = null;
// If the intent includes a MIME type, then we want to collect all of
// the filters that match that MIME type.
if (resolvedType != null) {
int slashpos = resolvedType.indexOf('/');
if (slashpos > 0) {
final String baseType = resolvedType.substring(0, slashpos);
if (!baseType.equals("*")) {
if (resolvedType.length() != slashpos+2
|| resolvedType.charAt(slashpos+1) != '*') {
// Not a wild card, so we can just look for all filters that
// completely match or wildcards whose base type matches.
firstTypeCut = mTypeToFilter.get(resolvedType);
secondTypeCut = mWildTypeToFilter.get(baseType);
} else {
// We can match anything with our base type.
firstTypeCut = mBaseTypeToFilter.get(baseType);
secondTypeCut = mWildTypeToFilter.get(baseType);
}
// Any */* types always apply, but we only need to do this
// if the intent type was not already */*.
thirdTypeCut = mWildTypeToFilter.get("*");
} else if (intent.getAction() != null) {
// The intent specified any type ({@literal *}/*). This
// can be a whole heck of a lot of things, so as a first
// cut let's use the action instead.
firstTypeCut = mTypedActionToFilter.get(intent.getAction());
}
}
}
// If the intent includes a data URI, then we want to collect all of
// the filters that match its scheme (we will further refine matches
// on the authority and path by directly matching each resulting filter).
if (scheme != null) {
schemeCut = mSchemeToFilter.get(scheme);
}
// If the intent does not specify any data -- either a MIME type or
// a URI -- then we will only be looking for matches against empty
// data.
if (resolvedType == null && scheme == null && intent.getAction() != null) {
firstTypeCut = mActionToFilter.get(intent.getAction());
}
FastImmutableArraySet<String> categories = getFastIntentCategories(intent);
if (firstTypeCut != null) {
buildResolveList(intent, categories, debug, defaultOnly,
resolvedType, scheme, firstTypeCut, finalList, userId);
}
if (secondTypeCut != null) {
buildResolveList(intent, categories, debug, defaultOnly,
resolvedType, scheme, secondTypeCut, finalList, userId);
}
if (thirdTypeCut != null) {
buildResolveList(intent, categories, debug, defaultOnly,
resolvedType, scheme, thirdTypeCut, finalList, userId);
}
if (schemeCut != null) {
buildResolveList(intent, categories, debug, defaultOnly,
resolvedType, scheme, schemeCut, finalList, userId);
}
sortResults(finalList);
return finalList;
}
具体的查询匹配过程是由buildResolveList函数完成了。查询的匹配实现我就不贴代码了，大家自己去查询看就好了。
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