Intent匹配规则以及解析框架深入分析

 

                                                                          本文原创 ，转载必须注明出处 :http://blog.csdn.net/qinjuning

 

       前言： 本文博客是公司培训之间的PPT整理而成，在此把相关的细节发布出来，希望对大家能有所帮助。

 

 

    关于Intent以及IntentFilter的基本知识，大家可以参阅如下资料，

                      SDK中对Intent与IntentFilter的介绍  ---- 英文

                       其中文翻译如下：

                              Android开发之旅: Intents和Intent Filters（理论部分）

 

    我重点分析一下两个方面：

         第一部分 、Intent以及IntentFilter说明以及匹配规则分析

         第二部分：Intent的解析过程分析

 

 

 

 第一部分 、Intent以及IntentFilter说明以及匹配规则分析

 

       想当初我看Intent相关知识时，对Intent、IntentFilter的理解就很差劲，总觉得系统定义了一个Intent，为何还要整理个

  IntentFilter出来"祸害"广大程序猿呢？但不解归不解，在具体使用咱可不能含糊，于是只好依葫芦画瓢了，反正绝对还不错。

   

 一、温故而知新 ：Intent与IntentFilter两问。

        *  它们是什么 ？

 

       *  它们的区别在哪儿 ？

 

   事实上，这两个问题可以归纳为Intent和Intent的主要功能是什么 ？ 大家可以先扪心自问下，看看你的掌握程度如何 ？

 

   我的理解如下：

 

       * Intent :   主要功能是根据特定的条件找到匹配的组件，继而对该组件执 行一些操作。比如执行startActivity()时，系统

              首先要找到特定的Activity组件，然后执行onCreate()方法；startService()也得先找的特定的Service组件，然后执行  

               onCreate()或者onStart()方法 。

 

      * IntentFilter :主要功能是为某个组件向系统注册一些特性(当然一个组件可以注册多个IntentFilter)，以便Intent找到对应

             的组件。

 

 

 二、它们之间的关系是如何呢？

 

      通过前面对Intent以及IntentFilter的分析，我们很容易在语意上得出它们其实是个前后关系。

 

         * IntentFilter在前：任何一个组件必须先通过IntentFilter注册。

 

        * Intent 在后       ：根据特定信息，找到之前以及注册过的组件。

 

 

  源码分析：

 

    Intent类源码(部分) 路径位于：\frameworks\base\core\java\android\content\Intent.java

public class Intent implements Parcelable, Cloneable {    private String mAction;           //action值    private Uri mData;                //uri    private String mType;             //MimeType    private String mPackage;          //所在包名    private ComponentName mComponent; //组件信息    private int mFlags;               //Flag标志位    private HashSet<String> mCategories; //Category值    private Bundle mExtras;           //附加值信息//...}

   IntentFilter类源码(部分) 路径位于：\frameworks\base\core\java\android\content\IntentFilter.java

public class IntentFilter implements Parcelable {//...    //保存了所有action字段的值    private final ArrayList<String> mActions;    //保存了所有Category的值    private ArrayList<String> mCategories = null;    //保存了所有Schema(模式)的值    private ArrayList<String> mDataSchemes = null;    //保存了所有Authority字段的值    private ArrayList<AuthorityEntry> mDataAuthorities = null;    //保存了所有Path的值    private ArrayList<PatternMatcher> mDataPaths = null;    //保存了所有MimeType的值    private ArrayList<String> mDataTypes = null;//...}

 

       PS :大家可以参详下Intent与IntentFilter类中不同字段的属性类型。Intent中属性类型基本上都是单个类型的，而IntentFilter

属性都是集合类型的。从这方面思考，更可以加深我们的理解。

 

 三、Intent匹配规则

 

      匹配种类有如下三种：      

                 *  动作(Action)检测

                 *  种类(Category)检测

                 *  数据(Data & MimeType)检测

 

      比较好理解的是，进行匹配时Intent携带的Action字段值和Category字段值必须包含在IntentFilter中，否则匹配失败。

 

       SDK中说明的具体规则如下：

            *      一个Intent对象既不包含URI，也不包含数据类型 ; 仅当过滤器也不指定任何URIs和数据类型时，才能通过检测；

              否则不能通过。

 

            *     一个Intent对象包含URI，但不包含数据类型：仅当过滤器也不指定数据类型，同时它们的URI匹配，才能通过检测。

            例如，mailto:和tel:都不指定实际数据。

 

            *    一个Intent对象包含数据类型，但不包含URI：仅当过滤也只包含数据类型且与Intent相同，才通过检测。

 

            *    一个Intent对象既包含URI，也包含数据类型（或数据类型能够从URI推断出） ; 数据类型部分，只有与过滤器中之一

             匹配才算通过；URI部分，它的URI要出现在过滤器中，或者它有content:或file: URI，又或者过滤器没有指定URI。

             换句话说，如果它的过滤器仅列出了数据类型，组件假定支持content:和file: 。

 

         PS ：可别说我不会总结出来给大家分享，其实我觉得很多知识都需要自己去尝试，去努力吸收，只要经过自己的消化，

          学到的知识就是自己的了。

 

      上面的规则比较生硬吧。我们去源码中去看看Intent与IntentFilter的具体匹配方法吧。

       该方法是IntentFilter中的match()方法，该方法的内部处理逻辑就是按照上面的规则去判断的，大家可以仔细体味下，该方法

  我们在后面讲到Intent解析过程时也会用到。 具体逻辑在代码中进行了说明。

public class IntentFilter implements Parcelable {//匹配算法，，按照匹配规则进行//Intent与该IntentFilter进行匹配时调用该方法参数表示Intent的相关属性值public final int match(String action, String type, String scheme,        Uri data, Set<String> categories, String logTag){//首先、匹配Action字段    if (action != null && !matchAction(action)) {        if (Config.LOGV) Log.v(            logTag, "No matching action " + action + " for " + this);        return NO_MATCH_ACTION;    }//其次、匹配数据(Uri和MimeType)字段    int dataMatch = matchData(type, scheme, data);    //...    //最后，匹配Category字段值    String categoryMatch = matchCategories(categories);    //...}//...}

    这部分我们重点讲解的知识点有如下：

 

           1、Intent以及IntentFilter的主要职能

           2、Intent与IntentFilter的关系

           3、匹配规则说明

 

 

第二部分、 Intent的解析过程分析

  

       在继续看本部分之前，希望您最好对PackageManagerService-----程序包管理服务有一定的认知(没有也是OK的咯)。

  可以参考下面这篇问题去看看PackageManagerService的功能和相关流程。

         老罗的博客：<<Android应用程序安装过程源代码分析>>

           

 

    一、引入PackageManager

           我们知道Android源码总是贴心的(不知道有没有10086贴心)，它对外提供了很多借口供应用程序调用，例如AudioManger

    (音频管理)、TelephoneManger(电话管理)、同样也提供了一个包管理-----PackageManager，通过它我们可以、获取应用

    程序包得信息，例如图标、Lable标签等。具体关于PackageManager的使用，可以参考我的另外一篇文章 :

 

                       <<Android中获取应用程序(包)的信息-----PackageManager的使用(一)>>

 

   二、PackageManagerService  ---- 重量级选手

          前面所说PackageManager不过是个傀儡，所有相关的操作都是由PackageManagerService 完成的。这儿我们简单的

      分析下PackageManagerService 的特性：

             ①、开机就启动，由SystemServer进程启动 ；

             ②、启动后它会扫描系统中所有应用程序Apk包下的AndroidManifest.xml文件，然后解析所有的

           AndroidManifest.xml文件，继而形成一个庞大的信息结构树，并且保存在PackageManagerService 的相关属性下。

                 它会扫描这两个目录：

                                /system/app  ------------------> 系统应用程序

                                /data/app      ------------------> 第三方应用程序(所有安装的Apk包都会在该目录下保存一份拷贝)

          扫描完成后，于是所有的信息结构就构建了。PackageManagerService 的四个重要属性如下：

class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub {//...//保存了所有Activity节点信息 。         自定义类// All available activities, for your resolving pleasure.final ActivityIntentResolver mActivities =        new ActivityIntentResolver();//保存了所有BroadcastReceiver节点信息  。  自定义类// All available receivers, for your resolving pleasure.final ActivityIntentResolver mReceivers =        new ActivityIntentResolver();//保存了所有Service节点信息。 。  自定义类// All available services, for your resolving pleasure.final ServiceIntentResolver mServices = new ServiceIntentResolver();//保存了所有ContentProvider节点信息 ， 以Hash值保存// Keys are String (provider class name), values are Provider.final HashMap<ComponentName, PackageParser.Provider> mProvidersByComponent =        new HashMap<ComponentName, PackageParser.Provider>();    //...}

 

 

       值得注意这些属性类型的不同。Activity、BroadcastReceiver、Service都采用了自定义类去保存相关信息，从类名上看，

 类结构应该很相似。而ContentProvider只是简单的采用了HashMap键值对去保存了信息？ 莫非有错 ？ 我们回忆下

 AndroidManifest.xml定义组件信息时，Activity、BroadcastReceiver、Service都可以通过<intent-filter>去隐式匹配的，而

 ContentProvider只需要一个Uri数据即可找到对应的ContentProvider组件信息了。 因此才采用了这两种结构去保存信息。

 

 

       其实我们通过getPackageManager()方法获得的PackageManager对象，只是PackageManagerService的客户端，

  该客户端类是ApplicationPackageManager，它是ContextIml类的内部类，显然该类存在于用户空间中。

 

       源代码(部分)如下：

 

@Overridepublic PackageManager getPackageManager() {   //...   // Doesn't matter if we make more than one instance.   return (mPackageManager = new ApplicationPackageManager(this, pm));   //...}class ContextImpl extends Context {//.../*package*/static final class ApplicationPackageManager extends PackageManager{   //...   @Override       public ActivityInfo getActivityInfo(ComponentName className, int flags){   //...   }   }//...}

      它与PackageManagerService的简单关系如下：

                     

     

  三 、保存数据采用的数据结构和解析算法

 

     1、保存数据采用的数据结构

 

       毫无疑问，保存所有信息是一项很复杂的工程，在具体讲解匹配过程时，我们先看看系统为了保存这些结构定义的一些

   数据结构。

           

       IntentInfo类：继承至IntentFilter类

               作用：保存了每个<intent-filter>节点信息

     ActivityIntentInfo类：继承至IntentInfo类

               作用：保存了<activity />节点下的< intent-filter>节点信息

      ServiceIntentInfo：继承至IntentInfo类

             作用：保存了<service />节点下的< intent-filter >节点信息

     Activity类：保存了<activity />节点信息

     Service类：保存了<service />节点信息

 

    PS：这些都是PackageParser类的内部类 。PackageParser的主要功能就是解析AndroidManifest.xml文件

 

      IntentResolver类：模板类，父类，保存了<activity/>、<service/>、<receiver />节点的共同信息。

      ActivityIntentResolver类：继承至IntentResolver类。

            作用：保存了所有<activity/>或者<receiver/>节点信息。(Activity或者BroadcastReceiver信息就是用该自定义类保存的)

     ServiceIntentResolver类：继承至IntentResolver类，保存了

            作用：保存了所有<service/>节点信息。(Service信息就是用该自定义类保存的)。

 

  一个简单的UML图表示如下：  

                                                  

 

   

     2、Intent解析采用的算法

        不同的数据结构决定了不同的算法，而不同的算法又决定着性能，例如时间复杂度以及空间复杂度等。 在具体讲解解析

  采用的算法时，我们先理解下这个情景。

        假设一个女人决定参加一个相亲节目(大家可以理解成《非诚勿扰》)，然后她向主办方提出如下条件：       

　　             　１、身高 ？     175cm以上 ；

                        2、 财富 ？     100万 ；

                        3、 学历 ？     本科以上 ；

                           ……

 

　    主办发经理一看，你丫的要求还真高。但客户是万能的，该经理也只能去找到满足这些条件的男人咯。

 

       最开始，该经理是这么想的，我把所有男的都给遍历一遍，肯定把满足这些条件的男人给揪出来。他找啊找，觉得这么找下去

  是不是太二B了(呵呵，你也是这么想的吗？)。经理就开始想：“我为什么不能根据这些条件把所有男的给分成三个种群呢？有钱

  的男人在一起，高个子的男人在一起，高学历的男人在一起，这样查找起来不是更快吗 ？ “

      于是，有了如下的划分：     PS， 你是属于哪一类额 ？ 

                      二B算法(没有分类)                                                                                    高级点的算法(分类后)

                   

 

       可能大家对这种根据关键值分类的好处不能一目了然。我们举个一般例子吧：

           假设当前共有100个男的。 其中有钱的有20人，高个子有30人，高学历男人有10人。

       根据第一种算法分类，我们需要比较100次，而第二种算法我们总共只需要比较60次。从整个基数来分析，算法肯定优化了

       最后，对不同的分类中查询的结果进行组合重新排列下，即可得到我们的满足该女性的要求。

          

        同样的，在进行Intent匹配时，Android也采用了第二种方法来进行算法匹配。它根据一些关键值Action、MimeType、

   Schema字段去进行分类。分类之后的集合大致如下：

                               

       于是在进行具体匹配时，我们只是需要根据关键值从不同集合中获取即可。

       事实上，由于MimeType的通配符(*)的特性，它的匹配可以说是最难的。参考IntentResolver类，真正的关键值如下：

//模板类 F类型可能为ActivityIntentInfo或ServiceIntentInfo，R对象是ResolverInfo类public class IntentResolver<F extends IntentFilter, R extends Object> {//保存了所有<intent-filter>节点信息//All filters that have been registered. private final HashSet<F> mFilters = new HashSet<F>();/** All of the MIME types that have been registered, such as "image/jpeg", * "image/*", or "{@literal *}/*". *///关键值表示MimeType形如：  image/jpeg 、 image/*、/*  类型private final HashMap<String, ArrayList<F>> mTypeToFilter /** * The base names of all of all fully qualified MIME types that have been * registered, such as "image" or "*".  Wild card MIME types such as * "image/*" will not be here. *///关键值表示MimeType形如：image、 image/*、*  类型private final HashMap<String, ArrayList<F>> mBaseTypeToFilter/** * The base names of all of the MIME types with a sub-type wildcard that * have been registered.  For example, a filter with "image/*" will be * included here as "image" but one with "image/jpeg" will not be * included here.  This also includes the "*" for the "{@literal *}/*" * MIME type. *///这个关键字段表示MimeType形如 :image、* 类型private final HashMap<String, ArrayList<F>> mWildTypeToFilter //All of the URI schemes (such as http) that have been registered.//关键值字段表示Schemaprivate final HashMap<String, ArrayList<F>> mSchemeToFilter /** * All of the actions that have been registered, but only those that did * not specify data. *///关键值字段表示：Actionprivate final HashMap<String, ArrayList<F>> mActionToFilter//All of the actions that have been registered and specified a MIME type.//关键值字段表示：Action和MimeType。 即该<intent-filter>节点必须包含action和MimeTypeprivate final HashMap<String, ArrayList<F>> mTypedActionToFilter}

 

      于是，通过这些关键字段我们可以去特定集合去查找，最后将结果在重新组合下，那不就万事大吉了。

      最后，我们通过代码走读的方式，以一个查询Activity的信息的方法，带领大家去熟悉具体流程。该方法原型为：

          //通过给定的intent，查询所有匹配的Activity组件信息

               abstract List<ResolveInfo>   queryIntentActivities(Intent intent, int flags) 

 

 

        PS：其实查询Activity、Service、BroadcastReceiver的流程基本上是相同的。

 

 

       Step 1、获取PackageManager代理对象，调用该方法：

PackageManager mPackageManger = this.getPackageManager() ;//为了说明，这儿我们简单查询一个Intent对象,即所有应用程序的启动ActivityIntent mainIntent = new Intent() ;mainIntent.setAction(Intent.ACTION_MAIN);mainIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);mPackageManger.queryIntentActivities(mainIntent, 0);   //获取PackageManager对象   @Override   public PackageManager getPackageManager() {   //...   IPackageManager pm = ActivityThread.getPackageManager();       if (pm != null) {           // Doesn't matter if we make more than one instance.           return (mPackageManager = new ApplicationPackageManager(this, pm));       }   }   

       Step 2、该PackageManager代理对象实则为ApplicatonPackageManager 对象，该对象是ContextIml的内部类。

@Override        public List<ResolveInfo> queryIntentActivities(Intent intent, int flags) {            try {            //mPM对象就是PackageManagerService的客户端                return mPM.queryIntentActivities(                    intent,                    intent.resolveTypeIfNeeded(mContext.getContentResolver()),                    flags);            } catch (RemoteException e) {                throw new RuntimeException("Package manager has died", e);            }        }

 

       Step 3、调用服务端PackageManagerService对象的对应方法。该方法位于PackageManagerService.java类中

    public List<ResolveInfo> queryIntentActivities(Intent intent,            String resolvedType, int flags) {    //是否设置了组件ComponetName 信息    ComponentName comp = intent.getComponent();        if (comp != null) {            List<ResolveInfo> list = new ArrayList<ResolveInfo>(1);            ActivityInfo ai = getActivityInfo(comp, flags);            if (ai != null) {                ResolveInfo ri = new ResolveInfo();                ri.activityInfo = ai;                list.add(ri);            }            return list;        }        synchronized (mPackages) {        //是否设置了包名            String pkgName = intent.getPackage();            if (pkgName == null) {                //调用mActivities去查询            return (List<ResolveInfo>)mActivities.queryIntent(intent,                        resolvedType, flags);            }            PackageParser.Package pkg = mPackages.get(pkgName);            if (pkg != null) {                return (List<ResolveInfo>) mActivities.queryIntentForPackage(intent,                        resolvedType, flags, pkg.activities);            }            return null;        }     }

     首先、该方法判断IntentComponentName是否存在，如果存在则为显示匹配了，直接返回特定组件相关信息；

     其次、判断是否设置了包名，即packageName，如果没有指定包名，则查询所有的应用程序包去找匹配的组件信息。如果

   指定了packageName，则去指定包下去查找；

     接着，调用特定的类继续查找。由于我们找的是Activity组件信息，因此去ActivityIntentResolver类去查找。

 

     Step 4、调用mActivities自定义类去查找

 

//调用父类IntentResolver方法去查找   public List queryIntent(Intent intent, String resolvedType, int flags) {        mFlags = flags;        return super.queryIntent(intent, resolvedType,            (flags&PackageManager.MATCH_DEFAULT_ONLY) != 0);   }

        该过程只是简单的调用了父类IntentResolver去查找。

 

     Step5 、进入IntentResolver类去真正的实现查找,该方法为于IntentResolver.java类中。

 

   public List<R> queryIntent(Intent intent, String resolvedType, boolean defaultOnly) {        String scheme = intent.getScheme();        //用来保存查找到的组件信息，如Activity等        ArrayList<R> finalList = new ArrayList<R>();        //根据关键值去特定集合查询到的一个可能结果        ArrayList<F> firstTypeCut = null;        ArrayList<F> secondTypeCut = null;        ArrayList<F> thirdTypeCut = null;        ArrayList<F> schemeCut = null;        //首先是否制定的数据类型 MimeType        // 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("*")) {                //匹配特定的MimeType                    if (resolvedType.length() != slashpos+2|| resolvedType.charAt(slashpos+1) != '*') {                        firstTypeCut = mTypeToFilter.get(resolvedType);                        secondTypeCut = mWildTypeToFilter.get(baseType);                    }                     //...            }        }        //根据模式去匹配特定的集合        if (scheme != null) {            schemeCut = mSchemeToFilter.get(scheme);        }        //可能的话在去匹配Action所在集合        if (resolvedType == null && scheme == null && intent.getAction() != null) {            firstTypeCut = mActionToFilter.get(intent.getAction());        }        //对我们前面通过关键字查询的一个集合，在此循环遍历匹配，将匹配到的结果保存在finalList集合中        if (firstTypeCut != null) {            buildResolveList(intent, debug, defaultOnly,                    resolvedType, scheme, firstTypeCut, finalList);        }        if (secondTypeCut != null) {            buildResolveList(intent, debug, defaultOnly,                    resolvedType, scheme, secondTypeCut, finalList);        }        if (thirdTypeCut != null) {            buildResolveList(intent, debug, defaultOnly,resolvedType, scheme, thirdTypeCut, finalList);        }        if (schemeCut != null) {            buildResolveList(intent, debug, defaultOnly,                    resolvedType, scheme, schemeCut, finalList);        }        //根据IntentFilter的一些优先级进行排序        sortResults(finalList);        return finalList;    }

     buildResolveList()方法的主要作用是将可能的集合在循环遍历，将匹配的结果值保存在finalList集合中。

   该方法为于IntentResolver.java类中，方法原型如下：

 

//通过前面关键字查找的可能集合，循环遍历进行匹配，匹配成功就加入到dest集合中，即finalList集合中    private void buildResolveList(Intent intent, boolean debug, boolean defaultOnly,            String resolvedType, String scheme, List<F> src, List<R> dest) {        Set<String> categories = intent.getCategories();        final int N = src != null ? src.size() : 0;        boolean hasNonDefaults = false;        int i;        for (i=0; i<N; i++) {            F filter = src.get(i);            int match;            //是否已经加入到匹配结果中去了，不允许重复添加            // Do we already have this one?            if (!allowFilterResult(filter, dest)) {                continue;            }            //调用Intent-filter方法去匹配该Intent信息            match = filter.match(                    intent.getAction(), resolvedType, scheme, intent.getData(), categories, TAG);            //匹配成功，就存放在finalList集合中            if (match >= 0) {                if (!defaultOnly || filter.hasCategory(Intent.CATEGORY_DEFAULT)) {                //调用子类的newResult()方法去返回一个ResolvInfo对象                    final R oneResult = newResult(filter, match);                    if (oneResult != null) {                        dest.add(oneResult);                    }                } else {                    hasNonDefaults = true;                }            } else {                //...            }        }        //...    }   

    这个函数的逻辑判断如下：

        首先、通过给定的关键字去特定集合查询一个可能的匹配集合，然后将这些集合信息保存在如下集合中：

                          ArrayList<F>firstTypeCut =null;

                          ArrayList<F>secondTypeCut =null;

                          ArrayList<F>thirdTypeCut =null;

                          ArrayList<F>schemeCut =null；

      

       然后、连续四次调用buildResolveList()去进行匹配。每次调用结束后，参数finalList保存的是匹配结果的累加值，所以这

    四次调用过程中finalList集合包含的结果是一次累加的过程。当然了，四次连续调用buildResolveList()的次序可以不分先后。

 

       最后、调用sortResults()从匹配集合中进行一些排序等。

         总结：第二部分通过重点介绍了PackageManagerService的功能匹配Intent采用的数据结构和算法，也只是简单入了下门，希

   望大家能参考源码，认真理解Intent匹配过程。