Android Cursor浅析

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#Android SQLite #Android Cursor #ContentProviderNativ #ContentProviderProxy #SQLiteCursor

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本文深入剖析Android中Cursor的工作原理，从客户端获取Cursor开始，逐步揭示其内部实现机制，包括跨进程通信及数据库查询流程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1. 本文目的

Android ContentProvider提供了进程间数据交换的一种机制。而数据库的查询就是这种机制的应用。那么app通过Uri查询数据库而得到的Cursor究竟是个什么东西？为何可以为我们提供另一个进程的数据？本文以getContentResolver().query(……)函数为起点，全面分析Cursor家族关系类图，理清Cursor跨进程通信的机制。

1.1 客户端的Cursor对象

假设B进程中有一个ContentProvider，A进程通过Uri查询这个ContentProvider，从而得到一个Cursor。可能的代码如下：

ContentResolver cr = mContext.getContentResolver()；//mContext是一个Context对象
Cursor cs = cr.query(uri,null,null,null,null);

为了知道上述代码得到的Cursor的真实面貌，我们需要看下上述query的调用途径。query函数的实现如下：

    public final Cursor query(final Uri uri, String[] projection,
            String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder,
            CancellationSignal cancellationSignal) {
        IContentProvider unstableProvider = acquireUnstableProvider(uri);
        //省略无关代码
        try {
            //省略无关代码
            Cursor qCursor;
            try {
                qCursor = unstableProvider.query(uri, projection,
                        selection, selectionArgs, sortOrder, remoteCancellationSignal);
            } catch (DeadObjectException e) {
              //省略无关代码
            }
            if (qCursor == null) {
                return null;
            }
           //省略无关代码
            CursorWrapperInner wrapper = new CursorWrapperInner(qCursor,
                    stableProvider != null ? stableProvider : acquireProvider(uri));
            stableProvider = null;
            return wrapper;
        } catch (RemoteException e) {
           //省略无关代码
        } finally {
          //省略无关代码
        }
}

为了方便分析，省略了无关代码。从以上代码可以看出:

1.通过query函数返回的Cursor是一个CursorWrapperInner对象；

2.CursorWrapperInner是一个包装类，是通过以IContentProvider 的query函数返回的Cursor对象构建的；

那么有两个疑问：

1.IContentProvider 的query函数返回的Cursor，真实对象是？

2.CursorWrapperInner类起什么作用，为什么要把IContentProvider 的query函数返回的Cursor作为参数，从新构造一个CursorWrapperInner？

首先来看下类图：

从上述类图可以得知：

CursorWrapperInner是ContentResolver的内部类，继承自CrossProcessCursorWrapper。CrossProcessCursorWrapper从名字上看是一个实现了跨进程通信的Cursor包装类。从类图上也验证了这一点，CrossProcessCursorWrapper继承自CursorWrapper，实现了CrossProcessCursor接口。而CursorWrapper是一个包装类，它实现了Cursor接口的所有功能，它内部含有一个mCursor成员变量指向一个Cursor接口，从而可以得知，这是一个代理模式。CursorWrapper委托它内部的mCursor对象来实现所有的Cursor功能接口。CrossProcessCursor继承自Cursor，它主要是用于跨进程通信。

综上，目前我们可以知道，CrossProcesCursorWrapper实现了所有的Cursor接口，但是这些接口功能的完成全部委托它父类内部的mCursor来完成。那么mCursor的真实对象是什么呢？暂且推测，mCursor应该是一个实现了CrossProcessCursor的对象。

总结：客户端拿到的Cursor的真实对象是：CursorWarpprtInner类。

1.2 CursorWrapper内部的Cursor真实面目

从上节我们已经知道，通过代理模式，CursorWrapperInner最终会委托CursorWrapper来完成实际功能。现在就看看CursorWrapper内部的mCursor的真实面目。mCursor来自于IContentProvider 的query函数所返回的Cursor对象。那么这个Cursor对象是啥呢？那就要看看IContentProvider的query函数的实现了。IContentProvider的实际上是一个ContentProviderProxy对象。它是一个代理类，也是一个Binder的Bp端，将函数调用的参数打包发送给ContentProviderNative，最终由ContentProviderNative把来调用ContentProvider的具体函数。

ContentProviderProxy，ContentProviderNative，ContentProvider，IContentProvider的关系如下：

下面是ContentProviderProxy的query实现：

    public Cursor query(Uri url, String[] projection, String selection,
            String[] selectionArgs, String sortOrder, ICancellationSignal cancellationSignal)
                    throws RemoteException {
        BulkCursorToCursorAdaptor adaptor = new BulkCursorToCursorAdaptor();
        Parcel data = Parcel.obtain();
        Parcel reply = Parcel.obtain();
        try {
            data.writeInterfaceToken(IContentProvider.descriptor);

            url.writeToParcel(data, 0);
            int length = 0;
            if (projection != null) {
                length = projection.length;
            }
            data.writeInt(length);
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                data.writeString(projection[i]);
            }
            data.writeString(selection);
            if (selectionArgs != null) {
                length = selectionArgs.length;
            } else {
                length = 0;
            }
            data.writeInt(length);
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                data.writeString(selectionArgs[i]);
            }
            data.writeString(sortOrder);
            data.writeStrongBinder(adaptor.getObserver().asBinder());
            data.writeStrongBinder(cancellationSignal != null ? cancellationSignal.asBinder() : null);

            mRemote.transact(IContentProvider.QUERY_TRANSACTION, data, reply, 0);

            DatabaseUtils.readExceptionFromParcel(reply);

            if (reply.readInt() != 0) {
                BulkCursorDescriptor d = BulkCursorDescriptor.CREATOR.createFromParcel(reply);
                adaptor.initialize(d);
            } else {
                adaptor.close();
                adaptor = null;
            }
           return adaptor;
        } catch (RemoteException ex) {
            adaptor.close();
            throw ex;
        } catch (RuntimeException ex) {
            adaptor.close();
            throw ex;
        } finally {
            data.recycle();
            reply.recycle();
        }
    }

从上面代码可以得之，query函数返回的Cursor的真实对象是BulkCursorToCursorAdaptor。在query函数内部通过 transact函数把query请求传递到ContentProviderNative端。 transact执行完毕后会返回一个Parcel reply。从reply中构造一个 BulkCursorDescriptor。然后由这个 BulkCursorDescriptor初始化BulkCursorToCursorAdaptor。BulkCursorToCursorAdaptor中一个相当重要的赋值操作如下：

    public void initialize(BulkCursorDescriptor d) {
        mBulkCursor = d.cursor;
        mColumns = d.columnNames;
        mRowIdColumnIndex = DatabaseUtils.findRowIdColumnIndex(mColumns);
        mWantsAllOnMoveCalls = d.wantsAllOnMoveCalls;
        mCount = d.count;
        if (d.window != null) {
            setWindow(d.window);
        }
    }

d.window是一个CursorWindow对象。这个对象实际上代表着一块共享内存，存储着查询后的结果集。详情请参见： http://blog.youkuaiyun.com/ifloveelse/article/details/28394103。而mBulkCursor是一个IBulkCursor接口。这个接口起到数据传输的作用。分析到这一步，Cursor的”全家幅“更加的详细了：

总结：在本小节开头就提出的问题：CursorWrapper内部的Cursor真实面目是谁？现在也可以解答了：BulkCursorToCursorAdaptor。从名字上看这是个适配器，将Cursor的功能接口通过转换，调用IBulkCursor来实现。自此，上面的这个类图就是APP端进程中Cursor的全部关系了。那么IBulkCursor又是做什么的呢？下一小节讲解。

1.3 IBulkCursor家族

BulkCursorToCursorAdaptor的mBulkCursor来自于ContentProviderNative的返回值。为了弄清楚IBulkCursor的真实面貌，还要去看看ContentProviderNative的实现。

    public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
            throws RemoteException {
        try {
            switch (code) {
                case QUERY_TRANSACTION:
                {
                    data.enforceInterface(IContentProvider.descriptor);

                    Uri url = Uri.CREATOR.createFromParcel(data);

                    // String[] projection
                    int num = data.readInt();
                    String[] projection = null;
                    if (num > 0) {
                        projection = new String[num];
                        for (int i = 0; i < num; i++) {
                            projection[i] = data.readString();
                        }
                    }

                    // String selection, String[] selectionArgs...
                    String selection = data.readString();
                    num = data.readInt();
                    String[] selectionArgs = null;
                    if (num > 0) {
                        selectionArgs = new String[num];
                        for (int i = 0; i < num; i++) {
                            selectionArgs[i] = data.readString();
                        }
                    }

                    String sortOrder = data.readString();
                    IContentObserver observer = IContentObserver.Stub.asInterface(
                            data.readStrongBinder());
                    ICancellationSignal cancellationSignal = ICancellationSignal.Stub.asInterface(
                            data.readStrongBinder());

                    Cursor cursor = query(url, projection, selection, selectionArgs, sortOrder,
                            cancellationSignal);
                    if (cursor != null) {
                        CursorToBulkCursorAdaptor adaptor = new CursorToBulkCursorAdaptor(
                                cursor, observer, getProviderName());
                        BulkCursorDescriptor d = adaptor.getBulkCursorDescriptor();

                        reply.writeNoException();
                        reply.writeInt(1);
                        d.writeToParcel(reply, Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);
                    } else {
                        reply.writeNoException();
                        reply.writeInt(0);
                    }

                    return true;
                }
            }
…………

上面的代码是ContentProviderNative中onTransact函数对query的处理。在这部分代码中，又冒出了个 CursorToBulkCursorAdaptor对象。这个对象的构造函数是一个Cursor对象。那么这个Cursor对象的又是谁呢？逻辑越来越复杂了。Cursor是由query函数返回。由1.2节中所提供的ContentProvider的类图可以得之，这个query调用的是ContentProvider的query函数。那么ContentProvider的query函数中的Cursor又是哪里来的呢？这里直接给出答案：SQLiteDatabase。ContentProvider是一个抽象类，我们需要自己实现其中的query函数。一般，在query中，我们通过SQLiteDatabase查询自定义的数据库，得到一个Cursor对象。这个过程就省略。我们需要知道的是：SQLiteDatabase的query函数返回一个Cursor。这个Cursor用来构建了一个 CursorToBulkCursorAdaptor对象。

下面就看看SQLiteDatabase返回的Cursor的真实面貌。下面是SQLiteDatabase中query的最终调用函数。具体的代码可以参考SQLiteDatabase.java文件：

    public Cursor rawQueryWithFactory(
            CursorFactory cursorFactory, String sql, String[] selectionArgs,
            String editTable, CancellationSignal cancellationSignal) {
        acquireReference();
        try {
            SQLiteCursorDriver driver = new SQLiteDirectCursorDriver(this, sql, editTable,
                    cancellationSignal);
            return driver.query(cursorFactory != null ? cursorFactory : mCursorFactory,
                    selectionArgs);
        } finally {
            releaseReference();
        }
    }

由上面的代码可以得之，Cursor来自于SQLiteDirectCursorDriver的query。那不妨在看看其query的实现：

    public Cursor query(CursorFactory factory, String[] selectionArgs) {
        final SQLiteQuery query = new SQLiteQuery(mDatabase, mSql, mCancellationSignal);
        final Cursor cursor;
        try {
            query.bindAllArgsAsStrings(selectionArgs);

            if (factory == null) {
                cursor = new SQLiteCursor(this, mEditTable, query);
            } else {
                cursor = factory.newCursor(mDatabase, this, mEditTable, query);
            }
        } catch (RuntimeException ex) {
            query.close();
            throw ex;
        }

        mQuery = query;
        return cursor;
    }

这里我们假设factory为空，那么此处的Cursor终于露出了它的真实面貌： SQLiteCursor。一路跟踪的真是辛苦，水落石出了！

通过下面的类图我们整理下我们的思路：

从图中可以看出BulkCursorToCursorAdaptor的成员变量的mBulkCursor是一个IBuilCursor接口，它的真实对象其实是一个BulkCursorProxy。BulkCursorProxy是一个代理端，也是一个Bp端，通过Binder通信把函数调用请求转发给另一个进程中的Bn端BulkCursorNative。图中，绿线方框部分运行在app进程中，红线方框部分运行在ContentProvider进程中。

CursorToBulkCursorAdaptor中的mCursor的真实对象也揭晓了：SQLiteCursor。从名字上看也知道这个对象和SQLite有关系了。它内部有一个SQLiteQuery，负责数据库的查询和CursorWindow的建立。红线和绿线方框的交叉处CursorWindow是共享内存的抽象。在两个进程中都存在一份映射。

自此，Cursor的分析全部结束。