Android 7.0 插卡后APN信息的加载流程、UI界面编辑APN的流程及Android中APN配置相关的漏洞

终端中有一个apns-config.xml文件，负责定义各个运营商规定的默认APN参数。
开机后，终端启动Phone进程时，会加载运行在Phone进程中的TelephonyProvider。
TelephonyProvider负责解析apns-config.xml文件，将其中定义的APN参数写入到数据库中。
Android 7.0中这一部分的流程，与Android 6.0基本类似，可以参考Android6.0 APN。

在这边博客中我们重点看看：
1、插卡后，手机选择可以使用的APN的流程；
2、终端UI界面，修改(新建)APN的流程；
3、Android中APN配置相关的漏洞——在某些场景下，数据连接断开失败。

一、插卡后APN选择流程
在这篇博客中，我们不分析终端完整的检卡流程，仅关注与APN相关的部分。
首先来看一下DcTracker的构造函数：

public DcTracker(Phone phone) {.......//每个Phone对象有自己DcTracker//每个DcTracker加载各自卡可用的APNmPhone = phone;.......//1、监听卡载入mUiccController = UiccController.getInstance();mUiccController.registerForIccChanged(this, DctConstants.EVENT_ICC_CHANGED, null);.......//2、监听卡信息变化mSubscriptionManager = SubscriptionManager.from(mPhone.getContext());mSubscriptionManager.addOnSubscriptionsChangedListener(mOnSubscriptionsChangedListener);.......//监听APN数据库变化mApnObserver = new ApnChangeObserver();phone.getContext().getContentResolver().registerContentObserver(Telephony.Carriers.CONTENT_URI, true, mApnObserver);.............//初始化不同APN类型对应的网络能力，后文介绍initApnContexts();.............// Add Emergency APN to APN setting list by default to support EPDN in sim absent casesinitEmergencyApnSetting();addEmergencyApnSetting();...............
}

在这一部分，我们先研究一下卡相关的内容。
APN数据库变化触发的流程，放在下一部分介绍。

1、EVENT_ICC_CHANGED
根据DcTracker的构造函数，我们知道DcTracker注册成为UiccController的观察者，监听Icc Changed事件。
当UiccController通知DcTracker时，将触发DcTracker发送DctConstants.EVENT_ICC_CHANGED给自己处理。

在DcTracker的handleMessage函数中：

public void handleMessage (Message msg) {.........case DctConstants.EVENT_ICC_CHANGED: {onUpdateIcc();break;}.........
}

跟进一下onUpdateIcc函数：

private void onUpdateIcc() {..........//利用UiccController得到当前Phone对应的iccRecordIccRecords newIccRecords = getUiccRecords(UiccController.APP_FAM_3GPP);//旧有的IccRecordIccRecords r = mIccRecords.get();if (r != newIccRecords) {//移除对旧有信息的记录if (r != null) {log("Removing stale icc objects.");r.unregisterForRecordsLoaded(this);mIccRecords.set(null);}if (newIccRecords != null) {if (SubscriptionManager.isValidSubscriptionId(mPhone.getSubId())) {log("New records found.");mIccRecords.set(newIccRecords);//向IccRecord注册，观察卡信息是否载入完成//收到通知后，DcTracker将发送EVENT_RECORDS_LOADED信息给自己处理newIccRecords.registerForRecordsLoaded(this, DctConstants.EVENT_RECORDS_LOADED, null);//这里应该是7.0新加入的，将SIM卡置为SIM_PROVISIONED状态，表示卡是激活的SubscriptionController.getInstance().setSimProvisioningStatus(SubscriptionManager.SIM_PROVISIONED, mPhone.getSubId());}} else {//处理卡被移除的情况onSimNotReady();}}
}

我们再来看看handleMessage中对EVENT_RECORDS_LOADED函数的处理：

public void handleMessage (Message msg) {.........case DctConstants.EVENT_RECORDS_LOADED:int subId = mPhone.getSubId();if (SubscriptionManager.isValidSubscriptionId(subId)) {//卡信息载入完成后，调用onRecordsLoadedOrSubIdChanged函数进行处理onRecordsLoadedOrSubIdChanged();} else {log("Ignoring EVENT_RECORDS_LOADED as subId is not valid: " + subId);}break;.........
}

从上面的代码可以看出，卡信息加载完成后，DcTracker将调用onRecordsLoadedOrSubIdChanged函数进行处理。
这个函数等下再做进一步介绍。

2、Subscriptions Changed
从DcTracker的构造函数，可以看出DcTracker还向SubscriptionManager注册了一个Listener。
当SubscriptionManager发现卡信息变化时，也会通过该Listener进行回调。
看看这个Listener的实现：

private final OnSubscriptionsChangedListener mOnSubscriptionsChangedListener =new OnSubscriptionsChangedListener() {public final AtomicInteger mPreviousSubId =new AtomicInteger(SubscriptionManager.INVALID_SUBSCRIPTION_ID);public void onSubscriptionsChanged() {.............int subId = mPhone.getSubId();if (SubscriptionManager.isValidSubscriptionId(subId)) {//监听一些数据库变化registerSettingsObserver();/* check if sim is un-provisioned *///7.0新增的，主要是根据卡对应的SubscriptionInfo判断卡是否激活//如果卡从激活变成未激活，就要断开数据连接（如果存在），并进行通知applyUnProvisionedSimDetected();}//subId发生变化，说明卡变化了if (mPreviousSubId.getAndSet(subId) != subId &&SubscriptionManager.isValidSubscriptionId(subId)) {onRecordsLoadedOrSubIdChanged();}}}；

从Listener的代码不难看出，当SubscriptionManager回调其接口onSubscriptionsChanged时，若检测到卡发生变化，也会调用onRecordsLoadedOrSubIdChanged函数。

现在我们就可以明白onRecordsLoadedOrSubIdChanged函数命名的由来：不论是检测到卡信息载入完成，还是卡的SubId发生变化，该函数均会被调用。

3、onRecordsLoadedOrSubIdChanged
现在我们看看onRecordsLoadedOrSubIdChanged函数：

private void onRecordsLoadedOrSubIdChanged() {..............//1、创建当前卡可用的APNcreateAllApnList();//2、设置初始使用的APNsetInitialAttachApn();if (mPhone.mCi.getRadioState().isOn()) {if (DBG) log("onRecordsLoadedOrSubIdChanged: notifying data availability");notifyOffApnsOfAvailability(Phone.REASON_SIM_LOADED);}//卡变化也会触发拨号流程；不过若此时数据开关未开，那么拨号是不会成功的setupDataOnConnectableApns(Phone.REASON_SIM_LOADED);
}

从上面的代码可以看出，插卡或卡发生变化后，就要创建当前卡可用的APN，同时设置初始时使用的APN。

接下来，我们分别看看这两个流程。

3.1、createAllApnList
首先看看创建卡对应APN的过程：

private void createAllApnList() {//表示mvno是否匹配//mvno也是APN的一种属性，代表该APN适用于虚拟运营商，目前用的比较少mMvnoMatched = false;//用于保存结果mAllApnSettings = new ArrayList<ApnSetting>();//得到当前卡的信息IccRecords r = mIccRecords.get();//得到卡对应的MCC/MNCString operator = (r != null) ? r.getOperatorNumeric() : "";if (operator != null) {//构造SQL语句String selection = "numeric = '" + operator + "'";String orderBy = "_id";...............//查询MCC/MNC对应的APNCursor cursor = mPhone.getContext().getContentResolver().query(Telephony.Carriers.CONTENT_URI, null, selection, null, orderBy);if (cursor != null) {if (cursor.getCount() > 0) {//1、利用数据创建APNmAllApnSettings = createApnList(cursor);}cursor.close();}}//2、添加emergencyApnSettingsaddEmergencyApnSetting();//3、去除重复的APNdedupeApnSettings();if (mAllApnSettings.isEmpty()) {mPreferredApn = null;} else {//4、得到用户偏爱的APN (用户在UI界面主动选择的)mPreferredApn = getPreferredApn();if (mPreferredApn != null && !mPreferredApn.numeric.equals(operator) {mPreferredApn = null;//用户偏爱的与当前卡不匹配，删除数据库中对应信息setPreferredApn(-1);}}//5、在需要的情况下，构造APN文件发送给modemsetDataProfilesAsNeeded();
}

以上是创建卡对应APN的整个过程，细节还是挺多的。
不过主干的思路还是很清晰：TelephonyProvider在初始时，加载了apns-conf.xml中所有信息；同时，如果用户自己新建过APN，那么对应的信息也会存入到数据库中。
此时，就是根据MCC/MNC取出所有对应的APN信息。

3.1.1 createApnList

private ArrayList<ApnSetting> createApnList(Cursor cursor) {//Framework是用的APN数据结构为ApnSettingArrayList<ApnSetting> mnoApns = new ArrayList<ApnSetting>();ArrayList<ApnSetting> mvnoApns = new ArrayList<ApnSetting>();IccRecords r = mIccRecords.get();if (cursor.moveToFirst()) {do {//利用数据创建ApnSettingApnSetting apn = makeApnSetting(cursor);if (apn == null) {continue;}//判断APN是否有mvnoType和mvnoMatchDataif (apn.hasMvnoParams()) {//卡与mvno相关的信息匹配if (r != null && ApnSetting.mvnoMatches(r, apn.mvnoType, apn.mvnoMatchData)) {mvnoApns.add(apn);}} else {mnoApns.add(apn);}} while (cursor.moveToNext());}//从下面结果的选择的代码来看//一张卡要么支持普通运营商，要么支持虚拟运营商ArrayList<ApnSetting> result;if (mvnoApns.isEmpty()) {result = mnoApns;mMvnoMatched = false;} else {result = mvnoApns;//虚拟运营商时，mMvnoMatched置为truemMvnoMatched = true;}
}

以上过程还是比较简单的，我们跟进一下makeApnSetting：

private ApnSetting makeApnSetting(Cursor cursor) {String[] types = parseTypes(cursor.getString(cursor.getColumnIndexOrThrow(Telephony.Carriers.TYPE)));//从数据库中读取各种信息，共同构造ApnSettingApnSetting apn = new ApnSetting(cursor.getInt(cursor.getColumnIndexOrThrow(Telephony.Carriers._ID)),................）；return apn;
}

这里的代码没什么疑点，就是利用数据库的信息，调用ApnSetting的构造函数。
我们进入parseTypes看看：

private String[] parseTypes(String types) {String[] result;// If unset, set to DEFAULT.if (types == null || types.equals("")) {result = new String[1];result[0] = PhoneConstants.APN_TYPE_ALL;} else {//一个APN可以包含多个typeresult = types.split(",");}return result;
}

这段代码是解析APN的type字段。APN的type域，决定了它提供的网络能力。

关于type，我们可以参考前面提到的DcTracker构造函数中的initApnContexts函数：

private void initApnContexts() {..........// Load device network attributes from resourcesString[] networkConfigStrings = mPhone.getContext().getResources().getStringArray(com.android.internal.R.array.networkAttributes);for (String networkConfigString : networkConfigStrings) {NetworkConfig networkConfig = new NetworkConfig(networkConfigString);ApnContext apnContext = null;switch (networkConfig.type) {case ConnectivityManager.TYPE_MOBILE://ApnContext是拨号时使用的数据结构//这里创建ApnContext时，将Network Config与APN type关联起来了apnContext = addApnContext(PhoneConstants.APN_TYPE_DEFAULT, networkConfig);break;case ConnectivityManager.TYPE_MOBILE_MMS:apnContext = addApnContext(PhoneConstants.APN_TYPE_MMS, networkConfig);break;................}}................
}

结合parseTypes和initApnContexts，我们就能知道APN type对应的具体网络能力。
例如：APN type包含default时，利用这个APN建立的网络就具有Mobile能力，即能够用数据网络访问Internet；
当APN type包含mms时，利用这个APN建立的网络就具有发送彩信的能力。

从parseTypes函数可以看出，当APN的type为空时，即没有配置时，APN的type被定义为APN_TYPE_ALL。
利用APN_TYPE_ALL建立的网络，将具有全部的网络能力。

正常情况下，这种设计是合理的：
运营商会不同的服务定义不同的网络，于是通过APN的type域进行区分；
但是，有的运营商在某些地区会用同一个网络支持所有的功能(例如在非洲的一些国家)，此时将APN的type域写成”default, mms, supl, dun, hipri, fota, ims…….”是件繁琐的事，
于是，就规定APN的type域为”“时，可以支持所有网络能力。

然而，这种设计成为了Android的一个漏洞，在某些场景下，将带来数据连接无法断开的问题。
关于这个问题的成因，我们在最后分析。

3.1.2 addEmergencyApnSetting
接下来，我们看看addEmergencyApnSetting中的内容：

private void addEmergencyApnSetting() {if(mEmergencyApn != null) {if(mAllApnSettings == null) {mAllApnSettings = new ArrayList<ApnSetting>();} else {boolean hasEmergencyApn = false;for (ApnSetting apn : mAllApnSettings) {if (ArrayUtils.contains(apn.types, PhoneConstants.APN_TYPE_EMERGENCY)) {hasEmergencyApn = true;break;}}if(hasEmergencyApn == false) {//将mEmergencyApn插入到当前卡可用的Apn List中mAllApnSettings.add(mEmergencyApn);} else {log("addEmergencyApnSetting - E-APN setting is already present");}} }
}

插入卡后，我们从数据库中取出与该卡MCC/MNC匹配的数据，构建对应的ApnSetting。
但是每个卡还需要支持紧急拨号对应网络，因此在加载完数据库中匹配数据后，将mEmergencyApn也写入到mAllApnSettings中。

mEmergencyApn在DcTracker的构造函数中调用initEmergencyApnSetting得到：

private void initEmergencyApnSetting() {// Operator Numeric is not available when sim records are not loaded.// Query Telephony.db with APN type as EPDN request does not// require APN name, plmn and all operators support same APN config.// DB will contain only one entry for Emergency APNString selection = "type=\"emergency\"";Cursor cursor = mPhone.getContext().getContentResolver().query(Telephony.Carriers.CONTENT_URI, null, selection, null, null);if (cursor != null) {if (cursor.getCount() > 0) {if (cursor.moveToFirst()) {mEmergencyApn = makeApnSetting(cursor);}}cursor.close();}
}

根据之前分析的内容，很容易看出mEmergencyApn也是通过查询数据库后构造的。
对于厂商而言，emergency是要保证写入到apns-conf.xml中的。

3.1.3 dedupeApnSettings
看过apns-conf.xml的人就知道，由于一些人为的原因，其中可能有很多APN是重复的。
dedupeApnSettings就是负责移除mAllApnSettings中重复的APN （或者说叫合并同类项）。

我们看看对应的代码：

private void dedupeApnSettings() {..........// coalesce APNs if they are similar enough to prevent// us from bringing up two data calls with the same interfaceint i = 0;while (i < mAllApnSettings.size() - 1) {ApnSetting first = mAllApnSettings.get(i);ApnSetting second = null;int j = i + 1;while (j < mAllApnSettings.size()) {second = mAllApnSettings.get(j);//判断APN是否相似//type可以不一致，其它主要参数一致时，则认为两个APN类似//例如carrier名不一样，但其它参数一致时，这两个APN就是一致的//具体可看代码，此处不再深入if (apnsSimilar(first, second)) {//合并相似的APN，主要是合并typeApnSetting newApn = mergeApns(first, second);mAllApnSettings.set(i, newApn);first = newApn;mAllApnSettings.remove(j);} else {j++;}}i++;}
}

上面的代码就是逐一比较当前卡可用的APN，找出其中相似的，并进行合并。

3.1.4 getPreferredApn
用户使用一张卡时，可能手动选择过使用的APN。
因此，当用户再次插拔卡后，getPreferredApn用于找出用户之前选择的APN。
我们看看对应的代码：

private ApnSetting getPreferredApn() {if (mAllApnSettings == null || mAllApnSettings.isEmpty()) {..............return null;}//一张卡与其subId一一对应String subId = Long.toString(mPhone.getSubId());//从这里可以看出，用户选择的APN还是保留在数据库中//每个subId有其对应的prefer APNUri uri = Uri.withAppendedPath(PREFERAPN_NO_UPDATE_URI_USING_SUBID, subId);Cursor cursor = mPhone.getContext().getContentResolver().query(uri, new String[] { "_id", "name", "apn" },null, null, Telephony.Carriers.DEFAULT_SORT_ORDER);if (cursor != null) {mCanSetPreferApn = true;} else {mCanSetPreferApn = false;}if (mCanSetPreferApn && cursor.getCount() > 0) {int pos;cursor.moveToFirst();pos = cursor.getInt(cursor.getColumnIndexOrThrow(Telephony.Carriers._ID));for(ApnSetting p : mAllApnSettings) {............//当前卡可用的APN中，包含用户之前选择的prefer APN//同时这个APN可以支持default type时，才能作为prefer APNif (p.id == pos && p.canHandleType(mRequestedApnType)) {.............cursor.close();return p;}}}if (cursor != null) {cursor.close();}.......return null;
}

从上面的代码可以看出perfer APN的选择，还是依赖于TelephonyProvider管理的数据库。
我们看看TelephonyProvider中查询Prefer APN的相关流程：

public synchronized Cursor query(Uri url, String[] projectionIn, String selection,String[] selectionArgs, String sort) {..........int match = s_urlMatcher.match(url);switch (match) {...........case URL_PREFERAPN:case URL_PREFERAPN_NO_UPDATE: {//利用getPreferredApnId得到subId对应prefer APN的位置信息qb.appendWhere("_id = " + getPreferredApnId(subId, true));break;}...........}.........SQLiteDatabase db = mOpenHelper.getReadableDatabase();Cursor ret = null;try {...........//构造对应的Cursorret = qb.query(db, projectionIn, selection, selectionArgs, null, null, sort);} catch (SQLException e) {loge("got exception when querying: " + e);}........return ret;
}

我们看看这里涉及到的getPreferredApnId函数：

private long getPreferredApnId(int subId, boolean checkApnSp) {//TelephonyProvider维持自己的SharedPreferenceSharedPreferences sp = getContext().getSharedPreferences(PREF_FILE_APN,Context.MODE_PRIVATE);//先从SP中获取prefer APN的位置信息long apnId = sp.getLong(COLUMN_APN_ID + subId, INVALID_APN_ID);if (apnId == INVALID_APN_ID && checkApnSp) {//SP中无法取到时，才从数据库中进一步查询apnId = getPreferredApnIdFromApn(subId);//查询成功后，将prefer APN信息保存到SP中 if (apnId != INVALID_APN_ID) {setPreferredApnId(apnId, subId);deletePreferredApn(subId);}}return apnId;
}

从上面的代码，我们知道TelephonyProvider为了加快prefer APN的检索速度，专门引入了SharedPreference单独保存每个卡对应的Prefer APN位置信息。

3.1.5 setDataProfilesAsNeeded

这一部分是将APN信息发往modem。

private void setDataProfilesAsNeeded() {................if (mAllApnSettings != null && !mAllApnSettings.isEmpty()) {ArrayList<DataProfile> dps = new ArrayList<DataProfile>();for (ApnSetting apn : mAllApnSettings) {//modemCognitive是从配置文件得到的if (apn.modemCognitive) {DataProfile dp = new DataProfile(apn,mPhone.getServiceState().getDataRoaming());//判断是否重复boolean isDup = false;for(DataProfile dpIn : dps) {if (dp.equals(dpIn)) {isDup = true;break;}}}}if(dps.size() > 0) {//将全部的DataProfile发往modemmPhone.mCi.setDataProfile(dps.toArray(new DataProfile[0]), null);}}
}

modemCognitive参数默认是没有配置的，实际的APN也很少配置这个选项。
因此，上面的过程一般情况下并没有进行。

在厂商实际的代码流程中，框架在具体的场景中使用到APN时，才会向modem发送对应的DataProfile。
例如，我看过Qualcomm底层的实现代码，逻辑大致是：
在数据拨号时，拨号参数中携带了APN的参数。
在qcril_data_netctrl中通过QMI查询modem是否有对应的DataProfile，如果没有的话，就在QCRIL层构造dataProfile发送给modem。
modem将根据dataProfile的内容，来进行实际的网络接入。

3.2、setInitialAttachApn
createAllApnList结束后，我们已经得到了当前卡可以使用的APN，
如果用户之前选择过APN的话，我们还得到了Prefer APN。

有了这些信息后，我们就可以选择初始时使用的APN了。
终端初始时，数据卡应该是利用这个Initial Attach Apn注册到数据网络的。

我们看看setInitialAttachApn函数：

private void setInitialAttachApn() {ApnSetting iaApnSetting = null;ApnSetting defaultApnSetting = null;ApnSetting firstApnSetting = null;if (mAllApnSettings != null && !mAllApnSettings.isEmpty()) {//排第一个的，就是firstApnfirstApnSetting = mAllApnSettings.get(0);//以下是找到可用APN中第一个出现的IA类型的APN，或default类型的APNfor (ApnSetting apn : mAllApnSettings) {if (ArrayUtils.contains(apn.types, PhoneConstants.APN_TYPE_IA) &&apn.carrierEnabled) {iaApnSetting = apn;break;} else if ((defaultApnSetting == null)&& (apn.canHandleType(PhoneConstants.APN_TYPE_DEFAULT))){defaultApnSetting = apn;}}}// The priority of apn candidates from highest to lowest is://   1) APN_TYPE_IA (Initial Attach)//   2) mPreferredApn, i.e. the current preferred apn//   3) The first apn that than handle APN_TYPE_DEFAULT//   4) The first APN we can find.ApnSetting initialAttachApnSetting = null;if (iaApnSetting != null) {initialAttachApnSetting = iaApnSetting;} else if (mPreferredApn != null) {initialAttachApnSetting = mPreferredApn;} else if (defaultApnSetting != null) {initialAttachApnSetting = defaultApnSetting;} else if (firstApnSetting != null) {initialAttachApnSetting = firstApnSetting;}if (initialAttachApnSetting == null) {..........} else {.........//将InitialAttachApn发给modemmPhone.mCi.setInitialAttachApn(initialAttachApnSetting.apn,initialAttachApnSetting.protocol, initialAttachApnSetting.authType,initialAttachApnSetting.user, initialAttachApnSetting.password, null);}
}

上面的逻辑比较简单。
这里需要注意的是：当插着两张卡时，每个Phone应该都会下发对应的InitialAttachApn。
当终端在framework选择完可用的数据卡后，对应的Phone下发RIL_REQUEST_ALLOW_DATA，
于是modem就用数据Phone的InitialAttachApn注册数据网络。

至此，插卡后APN相关的主要流程介绍完毕，整个逻辑还是比较简单的，类似于下图：

现在我们看看在UI界面修改APN时，相关的流程。

二、UI界面修改APN的流程
在这一部分我们主要看看3个主要的操作：
1、对于同一张卡，进行切换APN的操作；
2、新建一个APN的操作；
3、重置APN的操作。

1、切换APN的操作
在原生代码中，ApnSettings界面负责显示一个卡可以使用的所有APN，该文件定义于 packages/apps/settings/src/com/android/settings中。
这里我们不深究界面显示相关问题，仅看看APN相关的主要内容：

public void onResume() {super.onResume();...........if (!mRestoreDefaultApnMode) {//负责加载可用APN对应的PreferencefillList();}
}

在ApnSettings界面的onResume函数中，利用fillList加载当前卡对应的APN Preference。
我们跟进一下fillList函数：

private void fillList() {final TelephonyManager tm = (TelephonyManager) getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE);//同样是构造数据库查询字段，注意到界面不显示IA和IMS类型的APNfinal String mccmnc = mSubscriptionInfo == null ? "": tm.getSimOperator(mSubscriptionInfo.getSubscriptionId());StringBuilder where = new StringBuilder("numeric=\"" + mccmnc +"\" AND NOT (type='ia' AND (apn=\"\" OR apn IS NULL)) AND user_visible!=0");if (mHideImsApn) {where.append(" AND NOT (type='ims')");}//查询数据库Cursor cursor = getContentResolver().query(Telephony.Carriers.CONTENT_URI, new String[] {"_id", "name", "apn", "type", "mvno_type", "mvno_match_data"}, where.toString(),null, Telephony.Carriers.DEFAULT_SORT_ORDER);if (cursor != null) {//得到卡信息IccRecords r = null;if (mUiccController != null && mSubscriptionInfo != null) {r = mUiccController.getIccRecords(SubscriptionManager.getPhoneId(mSubscriptionInfo.getSubscriptionId()), UiccController.APP_FAM_3GPP);}//得到界面的组件PreferenceGroup apnList = (PreferenceGroup) findPreference("apn_list");apnList.removeAll();//分别保存普通APN和彩信APN，界面将分开显示（这里还区分了普通运营商和虚拟运营商）ArrayList<ApnPreference> mnoApnList = new ArrayList<ApnPreference>();ArrayList<ApnPreference> mvnoApnList = new ArrayList<ApnPreference>();ArrayList<ApnPreference> mnoMmsApnList = new ArrayList<ApnPreference>();ArrayList<ApnPreference> mvnoMmsApnList = new ArrayList<ApnPreference>();//从数据库中得到原来用户选择prefer idmSelectedKey = getSelectedApnKey();cursor.moveToFirst();while (!cursor.isAfterLast()) {String name = cursor.getString(NAME_INDEX);String apn = cursor.getString(APN_INDEX);String key = cursor.getString(ID_INDEX);String type = cursor.getString(TYPES_INDEX);String mvnoType = cursor.getString(MVNO_TYPE_INDEX);String mvnoMatchData = cursor.getString(MVNO_MATCH_DATA_INDEX);//构造Apn对应的PreferenceApnPreference pref = new ApnPreference(getPrefContext());//ApnPreference上只显示一些简单信息，即APN的name和apn字段pref.setKey(key);pref.setTitle(name);pref.setSummary(apn);pref.setPersistent(false);pref.setOnPreferenceChangeListener(this);//type仅为MMS时，selectable为falseboolean selectable = ((type == null) || !type.equals("mms"));pref.setSelectable(selectable);if (selectable) {if ((mSelectedKey != null) && mSelectedKey.equals(key)) {pref.setChecked();}addApnToList(pref, mnoApnList, mvnoApnList, r, mvnoType, mvnoMatchData);} else {//MMS加入到mmsAPN对应的list中addApnToList(pref, mnoMmsApnList, mvnoMmsApnList, r, mvnoType, mvnoMatchData);}cursor.moveToNext();}cursor.close();//前面第一部分提过，一个卡要么支持普通运营商，要么是虚拟运营商if (!mvnoApnList.isEmpty()) {mnoApnList = mvnoApnList;mnoMmsApnList = mvnoMmsApnList;}//将ApnPreference显示到界面上for (Preference preference : mnoApnList) {apnList.addPreference(preference);}for (Preference preference : mnoMmsApnList) {apnList.addPreference(preference);}}
}

这一部分的内容比较简单，就是利用数据库得到当前卡对应的APN信息，然后构造对应的Preference显示到界面上。

ApnSettings加载完当前卡可用APN对应的Preference后，用户就可以手动进行点击和切换操作了。

当用户进行点击操作时，将进入到ApnEditor的界面，加载更加详细的APN信息：

public boolean onPreferenceTreeClick(Preference preference) {int pos = Integer.parseInt(preference.getKey());Uri url = ContentUris.withAppendedId(Telephony.Carriers.CONTENT_URI, pos);//注意此时的Action为ACTION_EDITstartActivity(new Intent(Intent.ACTION_EDIT, url));return true;
}

我们先不深入ApnEditor界面，后面介绍新建APN的流程时，会再遇到这个类。

当用户进行切换操作后，ApnSettings的onPreferenceChange函数将被调用：

public boolean onPreferenceChange(Preference preference, Object newValue) {..........if (newValue instanceof String) {setSelectedApnKey((String) newValue);}return true;
}private void setSelectedApnKey(String key) {mSelectedKey = key;ContentResolver resolver = getContentResolver();//更新数据库设置新的prefer APN//该APN将保存到TelephonyProvider的SP和数据库中ContentValues values = new ContentValues();values.put(APN_ID, mSelectedKey);resolver.update(PREFERAPN_URI, values, null, null);
}

前面已经提到过，在DcTracker的构造函数中监听了数据库变化，代码如下：

........
mApnObserver = new ApnChangeObserver();
phone.getContext().getContentResolver().registerContentObserver(Telephony.Carriers.CONTENT_URI, true, mApnObserver);
........

当APN的数据库发生变化时，ApnChangeObserver的onChange函数将被调用，发送DctConstants.EVENT_APN_CHANGED触发onApnChanged函数：

private void onApnChanged() {..........createAllApnList();setInitialAttachApn();//手动切换prefer APN后，如果是数据卡，可能会断开当前的数据连接cleanUpConnectionsOnUpdatedApns(!isDisconnected);if (mPhone.getSubId() == SubscriptionManager.getDefaultDataSubscriptionId()) {//当前卡为数据卡，重新拨号setupDataOnConnectableApns(Phone.REASON_APN_CHANGED);}
}

容易看出，当用户切换APN后，DcTracker将重新调用createAllApnList和setInitialAttachApn。
此时，DcTracker将用户选择的APN指定为prefer APN。
如果是数据卡的话，还会用新的perfer APN进行拨号。

1.1、cleanUpConnectionsOnUpdatedApns
这里我们跟进一下cleanUpConnectionsOnUpdatedApns函数，看看修改prefer APN后，在什么情况下会触发断开连接的操作。

private void cleanUpConnectionsOnUpdatedApns(boolean tearDown) {...............if (mAllApnSettings.isEmpty()) {cleanUpAllConnections(tearDown, Phone.REASON_APN_CHANGED);} else {for (ApnContext apnContext : mApnContexts.values()) {.............boolean cleanUpApn = true;//取出当前使用的waitApnsArrayList<ApnSetting> currentWaitingApns = apnContext.getWaitingApns();//注意到apnContenxt的状态必须不是断开的，即已经连接或正在连接if ((currentWaitingApns != null) && (!apnContext.isDisconnected())) {int radioTech = mPhone.getServiceState().getRilDataRadioTechnology();//由于我们更新了prefer APN，因此可能生成新的waitingApnsArrayList<ApnSetting> waitingApns = buildWaitingApns(apnContext.getApnType(), radioTech);.............if (waitingApns.size() == currentWaitingApns.size()) {cleanUpApn = false;for (int i = 0; i < waitingApns.size(); i++) {//waitingApns的size发生改变或者内容发生改变时，cleanUpApn就是trueif (!currentWaitingApns.get(i).equals(waitingApns.get(i))) {cleanUpApn = true;apnContext.setWaitingApns(waitingApns);break;}}}}if (cleanUpApn) {apnContext.setReason(Phone.REASON_APN_CHANGED);//进行断开连接的操作；对于数据卡才有实际的意义cleanUpConnection(true, apnContext);}}}................
}

不同的ApnContext对应着不同的网络类型。
当修改APN数据库，使得一个ApnContext可用于拨号waitingApns发生变化时，就会断开当前ApnContext的连接，之后再进行重拨。

1.2 buildWaitingApns
现在我们来看看构造waitingApns相关的buildWaitingApns函数：

private ArrayList<ApnSetting> buildWaitingApns(String requestedApnType, int radioTech) {................ArrayList<ApnSetting> apnList = new ArrayList<ApnSetting>();//APN_TYPE_DUN特殊处理，不用管这个if (requestedApnType.equals(PhoneConstants.APN_TYPE_DUN)) {ApnSetting dun = fetchDunApn();if (dun != null) {apnList.add(dun);return apnList;}}IccRecords r = mIccRecords.get();String operator = (r != null) ? r.getOperatorNumeric() : "";boolean usePreferred = true;try {//config_dontPreferApn默认为false，因此有prefer APN时，优先使用prefer APNusePreferred = ! mPhone.getContext().getResources().getBoolean(com.android.internal.R.bool.config_dontPreferApn);} catch (Resources.NotFoundException e) {............usePreferred = true;}if (usePreferred) {//前面介绍过，从数据库中取出prefer APNmPreferredApn = getPreferredApn();}..............//prefer APN要能处理当前的requestApnType//即default类型的prefer APN，只能影响default类型的ApnContextif (usePreferred && mCanSetPreferApn && mPreferredApn != null &&mPreferredApn.canHandleType(requestedApnType)) {//preferApn必须与当前卡匹配if (mPreferredApn.numeric.equals(operator)) {//能支持当前的无线传输技术if (ServiceState.bitmaskHasTech(mPreferredApn.bearerBitmask, radioTech)) {//一但prefer APN可用，就会返回prefer APNapnList.add(mPreferredApn);........return apnList;} else {setPreferredApn(-1);mPreferredApn = null;}} else {setPreferredApn(-1);mPreferredApn = null;}}............//否则从卡当前可用APN中取出类型合适的if (mAllApnSettings != null) {............for (ApnSetting apn : mAllApnSettings) {if (apn.canHandleType(requestedApnType)) {if (ServiceState.bitmaskHasTech(apn.bearerBitmask, radioTech)) {.........apnList.add(apn);} else {........}} }} else {.........}return apnList;
}

buildWaitingApns的代码看起来比较复杂，其实上就是有可用的prefer APN时，选择prefer APN；
没有可用的prefer APN时，从现有卡对应的APN中，取出支持当前网络类型和无线技术的APN。

结合buildWaitingApns和cleanUpConnectionsOnUpdatedApns函数，我们可以知道：
1、对于数据卡而言，在连网状态下，当手动切换prefer APN时，如果这个prefer APN支持default类型，那么必然会断开原有连接，建立新的连接（因为default ApnContext的waitingApns发生了变化，size或者内容发生改变）。
2、对于数据卡而言，在连网状态下，当我们新建或删除一个default类型的APN时，如果这个卡当前没有可用的prefer APN，那么也会断开原有连接，建立新的连接（因为default ApnContext的waitingApns的size发生了变化）。

2、新建APN的操作
现在我们回过头来看看，APN界面相关的第二部分，即新建APN的操作。
原生代码中，新建APN的按键定义于ApnSettings界面的menu中，我们看看对应的代码：

public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {switch (item.getItemId()) {case MENU_NEW:addNewApn();return true;.......}return super.onOptionsItemSelected(item);
}

跟进一下addNewApn函数：

private void addNewApn() {//此时的action是Intent.ACTION_INSERTIntent intent = new Intent(Intent.ACTION_INSERT, Telephony.Carriers.CONTENT_URI);int subId = mSubscriptionInfo != null ? mSubscriptionInfo.getSubscriptionId(): SubscriptionManager.INVALID_SUBSCRIPTION_ID;intent.putExtra(SUB_ID, subId);//加入虚拟运营商相关的内容if (!TextUtils.isEmpty(mMvnoType) && !TextUtils.isEmpty(mMvnoMatchData)) {intent.putExtra(MVNO_TYPE, mMvnoType);intent.putExtra(MVNO_MATCH_DATA, mMvnoMatchData);}//拉起ApnEditor界面startActivity(intent);
}

随着流程，我们进入到了ApnEditor。先来看看ApnEditor的onCreate函数：

public void onCreate(Bundle icicle) {super.onCreate(icicle);addPreferencesFromResource(R.xml.apn_editor);//找到xml中定义的组件sNotSet = getResources().getString(R.string.apn_not_set);mName = (EditTextPreference) findPreference("apn_name");mApn = (EditTextPreference) findPreference("apn_apn");mProxy = (EditTextPreference) findPreference("apn_http_proxy");................mRes = getResources();//取出拉起ApnEditor的Intent中的内容final Intent intent = getIntent();final String action = intent.getAction();mSubId = intent.getIntExtra(ApnSettings.SUB_ID,SubscriptionManager.INVALID_SUBSCRIPTION_ID);//初始时mFirstTime为truemFirstTime = icicle == null;if (action.equals(Intent.ACTION_EDIT)) {Uri uri = intent.getData();.......//前面提到过，直接点击已经加载的ApnPreference，将发送Intent.ACTION_EDIT拉起ApnEditor，显示更详细的APN信息//这里就是保存对应Uri，利用该Uri访问数据库，加载对应的数据mUri = uri;} else if (action.equals(Intent.ACTION_INSERT)){if (mFirstTime || icicle.getInt(SAVED_POS) == 0) {Uri uri = intent.getData();..........//向数据库中插入数据，不过此时还未保存实际的APN信息mUri = getContentResolver().insert(uri, new ContentValues());} else {..............}mNewApn = true;......................} else {finish();return;}//查询mUri对应的数据mCursor = getActivity().managedQuery(mUri, sProjection, null, null);mCursor.moveToFirst();.........//利用查询的数据填充界面fillUi();
}

当ApnEditor界面被拉起来后，如果是查看已有的APN信息，那么fillUi函数会利用数据库中的信息填充界面；
如果是新建APN，此时UI界面的各字段就是空白的，等待用户进行填充。

需要注意的是，apns-conf.xml中加载的APN，默认是仅可读的，用户只能查看该类型的APN。
对于自己建立的APN，则可以在界面上进行编辑操作。

在ApnEditor的界面上，通过menu来保存或者删除APN，对应的代码如下：

public void onCreateOptionsMenu(Menu menu, MenuInflater inflater) {super.onCreateOptionsMenu(menu, inflater);// If it's a new APN, then cancel will delete the new entry in onPause// 在onCreate中已经看到了，新建APN时，mNewApn为true// 因此没有delete图标，只有save和cancel的按键if (!mNewApn) {menu.add(0, MENU_DELETE, 0, R.string.menu_delete).setIcon(R.drawable.ic_menu_delete);}menu.add(0, MENU_SAVE, 0, R.string.menu_save).setIcon(android.R.drawable.ic_menu_save);menu.add(0, MENU_CANCEL, 0, R.string.menu_cancel).setIcon(android.R.drawable.ic_menu_close_clear_cancel);
}

我们看看按键对应的处理代码：

public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {switch (item.getItemId()) {case MENU_DELETE:deleteApn();return true;case MENU_SAVE://调用validateAndSave保存新建的APNif (validateAndSave(false)) {finish();}return true;case MENU_CANCEL:if (mNewApn) {//对于新建的APN，直接删除数据库中对应数据getContentResolver().delete(mUri, null, null);}finish();return true;}return super.onOptionsItemSelected(item);
}

我们主要关注保存新建APN使用的validateAndSave函数：

private boolean validateAndSave(boolean force) {//检查用户的一些基本信息是否填写String name = checkNotSet(mName.getText());String apn = checkNotSet(mApn.getText());String mcc = checkNotSet(mMcc.getText());String mnc = checkNotSet(mMnc.getText());//getErrorMsg将判断填写的信息是否有误//如果有错误信息的话，将弹出dialogif (getErrorMsg() != null && !force) {ErrorDialog.showError(this);return false;}// If it's a new APN and a name or apn haven't been entered, then erase the entry//在ApnEditor的onCreate函数中，新建APN创建了一个空的ContentValue//如果本次的编辑有问题，则删除该ContentValueif (force && mNewApn && name.length() < 1 && apn.length() < 1) {getContentResolver().delete(mUri, null, null);return false;}ContentValues values = new ContentValues();//将界面的信息保存到ContentValue中values.put(Telephony.Carriers.NAME,name.length() < 1 ? getResources().getString(R.string.untitled_apn) : name);................//更新onCreate中插入数据库的APN信息getContentResolver().update(mUri, values, null, null);return true;
}

至此，新建APN的流程基本介绍完毕，界面相关的工作其实还是比较简单的。
从上面的代码可以看出，最终新建的APN信息还是会被保存到数据库，因此也会触发DcTracker的流程。

3、重置APN的操作
在描述APN UI界面这一部分的最后，我们看看重置APN相关的操作。
重置APN就是将手机的APN恢复到出厂设置的状态，即移除所有用户添加的APN和当前卡的prefer APN相关的信息。

在ApnSettings界面的menu中提供了重置APN的按键，我们看看相关的处理函数：

public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {switch (item.getItemId()) {............case MENU_RESTORE:restoreDefaultApn();return true;}...........
}private boolean restoreDefaultApn() {//这个dialog会一直持续，直到APN恢复到出厂设置showDialog(DIALOG_RESTORE_DEFAULTAPN);mRestoreDefaultApnMode = true;if (mRestoreApnUiHandler == null) {//创建一个主线程的UiHandler，用于接收重置完成的消息mRestoreApnUiHandler = new RestoreApnUiHandler();}if (mRestoreApnProcessHandler == null ||mRestoreDefaultApnThread == null) {//创建单独的线程进行数据库操作mRestoreDefaultApnThread = new HandlerThread("Restore default APN Handler: Process Thread");mRestoreDefaultApnThread.start();//ProcessHandler运行在单独的线程中进行工作//参数中传入了Ui Handler，用于给主线程发送消息mRestoreApnProcessHandler = new RestoreApnProcessHandler(mRestoreDefaultApnThread.getLooper(), mRestoreApnUiHandler);}//发送消息，开始进行重置工作mRestoreApnProcessHandler.sendEmptyMessage(EVENT_RESTORE_DEFAULTAPN_START);return true;
}

我们看看RestoreApnProcessHandler中的处理EVENT_RESTORE_DEFAULTAPN_START的函数：

public void handleMessage(Message msg) {switch (msg.what) {case EVENT_RESTORE_DEFAULTAPN_START:ContentResolver resolver = getContentResolver();//删除数据库中的信息resolver.delete(DEFAULTAPN_URI, null, null);//向Ui Handler发送完成的信息mRestoreApnUiHandler.sendEmptyMessage(EVENT_RESTORE_DEFAULTAPN_COMPLETE);break;}
}

我们先看看TelephonyProvider收到删除数据库消息的处理来流程：

public synchronized int delete(Uri url, String where, String[] whereArgs) {............SQLiteDatabase db = mOpenHelper.getWritableDatabase();int match = s_urlMatcher.match(url);switch (match){..........case URL_RESTOREAPN: {count = 1;restoreDefaultAPN(subId);break;}......}..........
}

跟着流程进入到TelephonyProvider的restoreDefaultAPN函数：

private void restoreDefaultAPN(int subId) {SQLiteDatabase db = mOpenHelper.getWritableDatabase();try {//整个数据库均被删除了db.delete(CARRIERS_TABLE, null, null);} catch (SQLException e) {loge("got exception when deleting to restore: " + e);}//前面已经提到过，TelephonyProvider在SharedPreference和数据库中均记录了subId对应的prefer APN//上面删除了数据库，此处将SP中的信息也删除setPreferredApnId((long) INVALID_APN_ID, subId);//重新加载数据库，仅载入apns-conf.xml中记录的APN信息mOpenHelper.initDatabase(db);
}

当数据库相关的工作执行完毕后，ApnSettings中的RestoreApnUiHandler开始处理EVENT_RESTORE_DEFAULTAPN_COMPLETE消息：

public void handleMessage(Message msg) {switch (msg.what) {case EVENT_RESTORE_DEFAULTAPN_COMPLETE:Activity activity = getActivity();if (activity == null) {mRestoreDefaultApnMode = false;return;}//重新利用数据库中的资源填充界面fillList();getPreferenceScreen().setEnabled(true);mRestoreDefaultApnMode = false;//移除界面上的DialogremoveDialog(DIALOG_RESTORE_DEFAULTAPN);.........}
}

整体来看，APN界面相关的工作还是比较简单的，主要的工作量还是集中在操作数据库上。

三、Android中APN配置相关的漏洞
在这篇博客的最后，我们来看看目前原生代码中APN配置相关的漏洞。这个漏洞将使得在某些场景下，用户明明关闭了数据业务开关，但后台应用仍然可以利用数据业务上网，消耗用户的流量。

前面我们已经提到过，初始时及APN界面改变时，DcTracker将创建当前卡可以使用的APN。
从前面的分析，我们知道DcTracker创建一个具体ApnSetting的函数为makeApnSetting，其中解析APN type的函数为parseTypes：

private String[] parseTypes(String types) {String[] result;// If unset, set to DEFAULT.if (types == null || types.equals("")) {result = new String[1];result[0] = PhoneConstants.APN_TYPE_ALL;} else {result = types.split(",");}return result;
}

当一个APN的type没有定义时，framework认为这个APN的类型为APN_TYPE_ALL。
因此，当一个用户新建一个APN，但不设置type域，或者apns-conf.xml中某个APN的type域没有配置时，这个APN的type就是APN_TYPE_ALL。

现在，我们看看framework拨号的部分流程：

private boolean onTrySetupData(String reason) {............setupDataOnConnectableApns(reason);return true;
}private void setupDataOnConnectableApns(String reason) {setupDataOnConnectableApns(reason, RetryFailures.ALWAYS);
}private void setupDataOnConnectableApns(String reason, RetryFailures retryFailures) {.........for (ApnContext apnContext : mPrioritySortedApnContexts) {ArrayList<ApnSetting> waitingApns = null;.............//判断ApnContext是否激活if (apnContext.isConnectable()) {..........//激活后，开始拨号trySetupData(apnContext, waitingApns);}}
}

这里我们仅截取重点的部分，关于ApnContext激活及数据业务拨号的详细过程可以参考：
Android7.0 数据拨号前的准备工作
Android7.0 数据业务长连接拨号过程

我们跟进一下trySetupData函数：

private boolean trySetupData(ApnContext apnContext, ArrayList<ApnSetting> waitingApns) {................//判断拨号的条件是否满足if (apnContext.isConnectable() && (isEmergencyApn ||(isDataAllowed && isDataAllowedForApn(apnContext) &&isDataEnabled(checkUserDataEnabled) && !isEmergency())) && !mColdSimDetected ) {...............int radioTech = mPhone.getServiceState().getRilDataRadioTechnology();..............if (apnContext.getState() == DctConstants.State.IDLE) {if (waitingApns == null) {//正常数据拨号，apnContext.getApnType的值为APN_TYPE_DEFAULT//buildWaitingApns我们前面已经分析过，就是从当前卡的可用ApnSetting中选出满足条件的APN//现在，我们假设用户选择的prefer APN的type是空的；或者用户没有选择prefer APN，但卡有一个type为空的APN可用//由于type为空的APN对应与APN_TYPE_ALL，因此该APN可以处理APN_TYPE_DEFAULT的需求//会被加入到waitingApns中waitingApns = buildWaitingApns(apnContext.getApnType(), radioTech);}if (waitingApns.isEmpty()) {............} else {//waitingApns被保存到apnContext中apnContext.setWaitingApns(waitingApns);...........}//继续拨号流程boolean retValue = setupData(apnContext, radioTech);............}} else {.........}
}

按照注释中的假设，我们知道当用户的数据卡包含一个type域为空的APN时，这个空APN可能会被加入到拨号使用的apnContext中，对应的type变为APN_TYPE_ALL。

我们跟进一下setupData函数：

private boolean setupData(ApnContext apnContext, int radioTech) {...........//从apnContext中取出拨号使用的ApnSetting，假设我们就取出了APN_TYPE_ALL的APNapnSetting = apnContext.getNextApnSetting();...........int profileId = apnSetting.profileId;if (profileId == 0) {//APN_TYPE_ALL对应的profileId是RILConstants.DATA_PROFILE_DEFAULT，就是0profileId = getApnProfileID(apnContext.getApnType());}//注意这个地方，我们等会儿还会再分析//这里是从当前可用的DataConnection中，找到可以复用的//也就说如果已经存在一个DataConnection能够支持当前的apnContext，那么就尽量使用这个DataConnectionif (apnContext.getApnType() != PhoneConstants.APN_TYPE_DUN ||teardownForDun() == false) {//具体的匹配规则等下分析dcac = checkForCompatibleConnectedApnContext(apnContext);if (dcac != null) {// Get the dcacApnSetting for the connection we want to share.ApnSetting dcacApnSetting = dcac.getApnSettingSync();if (dcacApnSetting != null) {// Setting is good, so use it.//使用该dataConnection的apnSettingapnSetting = dcacApnSetting;}}}//假设我们之前没有建立数据连接，这是第一次，于是进入到以下分支if (dcac == null) {//有些无线技术仅支持单一的无线连接if (isOnlySingleDcAllowed(radioTech)) {//禁保留最高优先级的dataConnection..............}//这里不是复用，只是取用空闲的资源dcac = findFreeDataConnection();if (dcac == null) {dcac = createDataConnection();}...........}final int generation = apnContext.incAndGetConnectionGeneration();//apnContext如它的名字一样，类似于一个运行环境，保存相应的信息apnContext.setDataConnectionAc(dcac);apnContext.setApnSetting(apnSetting);apnContext.setState(DctConstants.State.CONNECTING);Message msg = obtainMessage();msg.what = DctConstants.EVENT_DATA_SETUP_COMPLETE;msg.obj = new Pair<ApnContext, Integer>(apnContext, generation);//开始拨号了dcac.bringUp(apnContext, profileId, radioTech, msg, generation);....................
}

现在我们使用拨号的APN的type为APN_TYPE_ALL，到目前为止没有任何问题。

我们跟进DataConnection的流程：

private class DcInactiveState extends State {..........public boolean processMessage(Message msg) {..........switch (msg.what) {.......case EVENT_CONNECT:.............ConnectionParams cp = (ConnectionParams) msg.obj;//初始化拨号参数if (initConnection(cp)) {//发送消息给modemonConnect(mConnectionParams);transitionTo(mActivatingState);} else {.........}break;}.........}
}

这里我们跟进以下initConnection：

private boolean initConnection(ConnectionParams cp) {ApnContext apnContext = cp.mApnContext;//注意mApnSetting为null时，才从cp中取出if (mApnSetting == null) {// Only change apn setting if it isn't set, it will// only NOT be set only if we're in DcInactiveState.mApnSetting = apnContext.getApnSetting();}.............//注意这个位置，DataConnection保存了拨号apnContextmApnContexts.put(apnContext, cp);.............
}

现在假设我们数据拨号成功，modem成功返回结果，DataConnection进入到自己的Active状态：

private class DcActiveState extends State {public void enter() {.........boolean createNetworkAgent = true;.........if (createNetworkAgent) {//创建NetworkAgent注册到ConnectivityService//ConnectivityService利用NetworkManagementService配置网络路由后就可以上网了mNetworkAgent = new DcNetworkAgent(getHandler().getLooper(), mPhone.getContext(),"DcNetworkAgent", mNetworkInfo, makeNetworkCapabilities(), mLinkProperties,50, misc);}}...........
}

在这里我们看看makeNetworkCapabilities函数：

private NetworkCapabilities makeNetworkCapabilities() {NetworkCapabilities result = new NetworkCapabilities();result.addTransportType(NetworkCapabilities.TRANSPORT_CELLULAR);if (mApnSetting != null) {//ApnSetting可以有多个Type，因此这里用来for循环//这也是为什么很多厂商在配置APN时，会把一个支持default和mms的APN，拆分成两个//主要是避免发送彩信时，建立起一个支持internet能力的连接，引起潜在的流量消耗for (String type : mApnSetting.types) {switch (type) {case PhoneConstants.APN_TYPE_ALL: {//type_all具备了各种能力result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET);result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_MMS);result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_SUPL);result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_FOTA);result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_IMS);result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_CBS);result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_IA);break;}case PhoneConstants.APN_TYPE_DEFAULT: {//default才有internet能力，终端可以用这个dataConnection访问网络result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET);break;}case PhoneConstants.APN_TYPE_MMS: {//mms的连接只能发彩信，不能上网result.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_MMS);break;}.............}}........}.......
}

从上面的代码，我们可以看出，当用户利用type域为空的APN建立长连接时，该连接对应的网络支持各种能力。
在一般的情况下，这或许没有问题。但当用户使用的卡支持IMS功能，同时用户激活了IMS功能时，问题就来了。

IMS和MMS一样，都需要建立自己的DataConnection。
不同的是：MMS完成业务后，会断开建立的DataConnection。
但IMS建立的DataConnection将长时间存在，只是对应的网络没有访问Internet的能力罢了。

现在假设APN_TYPE_ALL的DataConnection已经建立成功了，手机卡支持IMS功能，需要建立一条IMS连接。
IMS建立DataConnection的流程与前面基本一致，不同的地方在setupData中，我们重新看看这部分代码：

private boolean setupData(ApnContext apnContext, int radioTech) {........if (apnContext.getApnType() != PhoneConstants.APN_TYPE_DUN ||teardownForDun() == false) {//检查是否有可复用的DataConnection//当APN_TYPE_ALL已经被用于建立dataConnection后//这里就会返回一个有效的dcacdcac = checkForCompatibleConnectedApnContext(apnContext);if (dcac != null) {// Get the dcacApnSetting for the connection we want to share.ApnSetting dcacApnSetting = dcac.getApnSettingSync();if (dcacApnSetting != null) {// Setting is good, so use it.//apnSetting被替换为APN_TYPE_ALL的apnSettingapnSetting = dcacApnSetting;}}}if (dcac == null) {.........}.............//向APN_TYPE_ALL的dataConnection发送CONNECT消息dcac.bringUp(apnContext, profileId, radioTech, msg, generation);.............
}

我们跟进一下checkForCompatibleConnectedApnContext函数：

private DcAsyncChannel checkForCompatibleConnectedApnContext(ApnContext apnContext) {String apnType = apnContext.getApnType();.............DcAsyncChannel potentialDcac = null;ApnContext potentialApnCtx = null;for (ApnContext curApnCtx : mApnContexts.values()) {DcAsyncChannel curDcac = curApnCtx.getDcAc();if (curDcac != null) {//APN_TYPE_ALL对应的ApnSetting被取出ApnSetting apnSetting = curApnCtx.getApnSetting();if (dunSetting != null) {..........} else if (apnSetting != null && apnSetting.canHandleType(apnType)) { //APN_TYPE_CALL可以处理TYPE_IMSswitch (curApnCtx.getState()) {case CONNECTED:.........return curDcac;case RETRYING:case CONNECTING:potentialDcac = curDcac;potentialApnCtx = curApnCtx;default:// Not connected, potential unchangedbreak;}}} else {......}}if (potentialDcac != null) {........return potentialDcac;}.........
}

从上面的代码不难看出，如果APN_TYPE_ALL对应的apn先于IMS APN被用于建立DataConnection，那么IMS APN将复用APN_TYPE_ALL对应的DataConnection。
我们再来回顾一下DataConnection的代码，此时DataConnection已经在DcActiveState：

private class DcActiveState extends State {..........public boolean processMessage(Message msg) {........switch (msg.what) {//APN_TYPE_ALL的dataConnection此时已经完成拨号case EVENT_CONNECT: {ConnectionParams cp = (ConnectionParams) msg.obj;// either add this new apn context to our set or// update the existing cp with the latest connection generation number//DataConnection的mApnContexts再次保留了参数//mApnContexts是一个hashMap//此时已经有两个键值对了，一个是default APN context，对应APN_TYPE_ALL的参数//另一个是IMS APN context，对应的参数也被替换为APN_TYPE_ALLmApnContexts.put(cp.mApnContext, cp);notifyConnectCompleted(cp, DcFailCause.NONE, false);retVal = HANDLED;break;}..........}......}
}

至此，IMS完全复用了APN_TYPE_ALL的dataConnection，因此IMS服务也将通过长连接对应的网络进行。
前面已经分析过，该网络是支持IMS服务的，因此没什么问题。

现在假设用户不愿意使用数据业务了，于是用户关闭了数据业务开关，这部分详细的流程可以参考Android7.0 数据业务长连接去拨号过程，此处我们仅关心APN相关的部分：

//此时关闭的default类型的apnContext，即APN_TYPE_ALL对应的
private void cleanUpConnection(boolean tearDown, ApnContext apnContext) {...........DcAsyncChannel dcac = apnContext.getDcAc();...........if (tearDown) {if (apnContext.isDisconnected()) {.........} else {if (dcac != null) {if (apnContext.getState() != DctConstants.State.DISCONNECTING) {boolean disconnectAll = false;........Message msg = obtainMessage(DctConstants.EVENT_DISCONNECT_DONE, pair);if (disconnectAll) {..........} else {//发送消息给DataConnection的DcActiveState处理apnContext.getDcAc().tearDown(apnContext, apnContext.getReason(), msg);}apnContext.setState(DctConstants.State.DISCONNECTING);mDisconnectPendingCount++;}} else {.........}}} else {........}.........
}

看看DataConnection的DcActiveState处理流程：

private class DcActiveState extends State {..........public boolean processMessage(Message msg) {........switch (msg.what) {........case EVENT_DISCONNECT: {DisconnectParams dp = (DisconnectParams) msg.obj;...........if (mApnContexts.containsKey(dp.mApnContext)) {..........//注意这里，size等于1时才会断开dataConnection//同时离开dcActiveStateif (mApnContexts.size() == 1) {mApnContexts.clear();mDisconnectParams = dp;mConnectionParams = null;dp.mTag = mTag;tearDownData(dp);transitionTo(mDisconnectingState);} else {//否则只是移除存储信息而已mApnContexts.remove(dp.mApnContext);notifyDisconnectCompleted(dp, false);} else {...............}.............}}........}
}

从上面的代码可以看出，当IMS复用APN_TYPE_ALL的dataConnection时，即使用户关闭数据业务开关，dataConnection也不会断开，仍然保留在DcActiveState。

public void exit() {........mNetworkInfo.setDetailedState(NetworkInfo.DetailedState.DISCONNECTED,reason, mNetworkInfo.getExtraInfo());if (mNetworkAgent != null) {mNetworkAgent.sendNetworkInfo(mNetworkInfo);mNetworkAgent = null;}
}

上面是DcActiveState的exit函数，从中可以看出只有DataConnection离开DcActiveState时，对应的NetworkAgent才会变成DISCONNECTED状态。
当dataConnection的NetworkAgent断开时，ConnectivityService才会清除对应的网络信息，例如路由之类的。

这一部分的内容比较长，我们再来回顾总结一下：
假设用户使用的是支持IMS网络的卡，同时激活了IMS能力。
用户选用了一个APN type域为空的APN作为prefer APN。
假设数据开关开机时是开启状态。

现在手机重启了，由于数据能力设置完成后，就会进行拨号操作，
因此长连接可能优先于IMS连接被建立成功。

在这种场景下，由于长连接对应的APN type被解析为APN_TYPE_ALL，因此IMS连接可能复用长连接。
当用户关闭数据开关后，由于IMS仍然需要使用该长连接，因此该长连接不会被断开。
ConnectivityService就不会通知应用网络断开，也不会清除网络对应的路由等信息。

因此，最终表现的结果就是数据开关明明是关闭状态，但后台还是在使用数据流量。

需要注意的是：
在分析时，我假设了许多条件，给人感觉好像这是个凭空想象出的问题。
实际上，这确实是国外用户上报的真实问题。
个人觉得，可能国外IMS普及率高，同时流量便宜（或者他们太土豪了），使得数据开关一直处于开启状态，导致这个问题会概率性发生。
基本上，只要APN的type域为空，同时数据连接先于IMS连接被建立起来，问题就会发生。
尽管我是用原生代码来分析，但Qualcomm和MTK都没有修复这个问题，主要依赖于具体的厂商来修复了。

总结
本篇博客主要分析了APN相关的常用流程，以及实际存在的APN相关的漏洞。

APN加载和编辑的内容比较单一，容易理解。
但APN相关漏洞这一部分，与数据业务拨号流程关联性比较大，需要先对数据业务有一定理解才能掌握。

最后说一下这个漏洞如何解决：
其实这个漏洞简单讲就是：APN的type为空时，建立的数据连接具有Internet和IMS能力；
IMS APN建立的连接将复用该数据连接后，导致该数据连接不受数据开关控制了。

解决方案大致分为三种：
1、parse Apn type时，对于用户建立的APN，如果type域为空时，不将其解析成APN_TYPE_ALL，而是解析成default。
只有apns-conf.xml中的默认APN的type为空时，才解析成APN_TYPE_ALL。
这样可以避免用户操作带来的问题，但apns-conf.xml配置有问题的话，该漏洞依然存在。

2、保证IMS连接优先于建立。
IMS可以复用APN_TYPE_ALL的连接；但APN_TYPE_ALL无法复用IMS的连接。
因此，若能保证IMS网络先完成注册，再进行数据拨号，那么该漏洞就不存在了。
但IMS网络的注册难以有效保证，这个思路可行，实际操作几乎是不可能的。

3、在判断是否复用DataConnection时，对IMS特殊处理一下。
正常情况下，使用default type的APN建立dataConnection，IMS本来就是无法复用的。
因此只需要修改DcTracker的setupData函数，判断当前的拨号的APN类型为IMS时，不复用任何连接即可。
这种方案是目前最简单有效的。

由于一些保密的原因，具体修改的代码此处就不附上了，按照上面的思路还是很好实现的。

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