Android 数据库查询对比（APN案例）

功能背景

APN 数据通常存储在数据库中，由TelephonyProvider提供。当用户进入APN设置界面时，Activity会启动，AOSP源码通过ContentResolver查询APN数据。关键分析点在于这个查询操作是否在主线程执行，因为主线程上的耗时操作会导致ANR。

技术演进补充

自Android 9（API 28）起，系统对Telephony.Carriers表的访问增加了权限限制：

• 需要Carrier Privileges或WRITE_APN_SETTINGS权限
• 查询结果可能返回空Cursor，需配合SubscriptionManager处理多SIM卡场景

分析

通常，Android的ContentProvider处理数据请求，而TelephonyProvider继承自ContentProvider。查询操作可能会在后台线程执行，但需要确认。例如，CursorLoader会在后台线程处理查询，但如果是直接使用ContentResolver.query，可能就在主线程了。

Android源码中

• 使用LoaderManager来异步加载数据，这样查询会在后台进行。
• 如果用户使用的是直接查询而没有异步处理，那么主线程可能被阻塞。

排查建议

检查ApnSettingsActivity的onCreate或onResume方法，看是否触发数据加载。

• 使用LoaderManager.initLoader来启动CursorLoader，这样查询会在后台线程执行。
• 否则，如果直接在主线程调用getContentResolver().query，就会在主线程执行数据库操作。

疑问

Q：getContentResolver().query都是在主线程执行的吗？

A：直接调用getContentResolver().query取决于调用线程。

根据Android文档，ContentResolver的query方法默认是在调用线程执行的。如果直接在主线程调用getContentResolver().query，那么查询会在主线程执行，可能导致UI卡顿甚至ANR。然而，当使用CursorLoader时，内部会使用AsyncTask或者类似的机制，在后台线程执行查询，从而避免主线程阻塞。

CursorLoader内部封装了异步查询，所以即使调用了ContentResolver的query方法，也是在Loader管理的后台线程中执行的，而不是主线程。

正确使用Loader或现代的替代方案（如Room的LiveData + ViewModel）来确保数据库操作不在主线程进行。

关键结论

1. 直接调用：若在Activity/Fragment主线程中直接调用getContentResolver().query()，确实会在主线程执行数据库操作，可能导致ANR
2. 通过Loader机制：当使用CursorLoader时，系统自动在后台线程执行查询，通过Handler将结果回调到主线程

对疑问的代码执行流程验证

原生CursorLoader实现原理（简化版）：

// Framework简化的Loader线程切换逻辑
public class CursorLoader extends AsyncTaskLoader<Cursor> {
    @Override
    public Cursor loadInBackground() { // 在AsyncTask线程执行
        return getContext().getContentResolver().query(uri, ...);
    }
    
    @Override
    protected void onStartLoading() {
        forceLoad(); // 触发异步加载
    }
}

 主线程验证代码：

// 验证调用线程的测试代码
new Handler(Looper.getMainLooper()).post(() -> {
    // 在主线程执行查询
    Cursor cursor = getContentResolver().query(Carriers.CONTENT_URI, ...);
    Log.d("ThreadTest", "MainThread query: " + (Looper.myLooper() == Looper.getMainLooper()));
});

// 输出结果：ThreadTest: MainThread query: true

代码实现

优化设想

用户打开界面，Activity初始化Loader，LoaderManager启动CursorLoader，CursorLoader在后台线程执行查询，通过ContentResolver调用TelephonyProvider的query方法，最终获取APN数据并返回给主线程更新UI。

%% APN Settings界面数据加载时序图
sequenceDiagram
    participant User
    participant ApnSettingsActivity
    participant LoaderManager
    participant CursorLoader
    participant TelephonyProvider
    participant Database

    User->>ApnSettingsActivity: 启动APN设置界面
    activate ApnSettingsActivity
    ApnSettingsActivity->>LoaderManager: initLoader(APN_LOADER_ID)
    LoaderManager->>CursorLoader: 创建新Loader实例
    activate CursorLoader

    CursorLoader->>TelephonyProvider: 异步执行query()
    activate TelephonyProvider
    TelephonyProvider->>Database: 执行SQL查询
    activate Database
    Database-->>TelephonyProvider: 返回APN数据Cursor
    deactivate Database
    TelephonyProvider-->>CursorLoader: 返回查询结果
    deactivate TelephonyProvider

    CursorLoader-->>LoaderManager: 交付结果
    deactivate CursorLoader
    LoaderManager->>ApnSettingsActivity: onLoadFinished()
    ApnSettingsActivity->>ApnSettingsActivity: 更新UI列表
    deactivate ApnSettingsActivity

    Note right of CursorLoader: 关键路径说明<br/>1. CursorLoader自动处理后台线程<br/>2. 数据库查询在AsyncTask线程池执行<br/>3. 结果通过Handler返回主线程

如下是优化方案的案例，但是原生逻辑并不是直接一个Activity

package com.android.settings.network.apn;


// APN数据库查询不会阻塞主线程，通过CursorLoader机制实现
// 实际查询发生在AsyncTask线程（AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR）
// 结果回调通过Handler机制返回主线程

// ApnSettings.java 核心逻辑
public class ApnSettings extends PreferenceActivity implements LoaderManager.LoaderCallbacks<Cursor> {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        getLoaderManager().initLoader(APN_LOADER_ID, null, this); // 启动异步加载
    }

    @Override
    public Loader<Cursor> onCreateLoader(int id, Bundle args) {
        return new CursorLoader(this, Telephony.Carriers.CONTENT_URI,
                PROJECTION, null, null, Telephony.Carriers.DEFAULT_SORT_ORDER);
    }

    @Override
    public void onLoadFinished(Loader<Cursor> loader, Cursor data) {
        mAdapter.swapCursor(data); // 主线程更新UI
    }
}

以上符合Android的最佳实践，即避免在主线程进行IO操作。

• ApnSettingsActivity使用了LoaderManager来初始化CursorLoader。
• 在onCreateLoader方法中创建了CursorLoader实例，参数包括ContentProvider的URI和查询参数。
• 当LoaderManager启动加载时，CursorLoader会在后台线程执行查询，完成后再通过onLoadFinished回调主线程更新UI。

 AOSP

packages/apps/Settings/src/com/android/settings/network/apn/ApnSettings.java

/** Handle each different apn setting. */
public class ApnSettings extends RestrictedSettingsFragment
        implements Preference.OnPreferenceChangeListener {
    static final String TAG = "ApnSettings";