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。