Android 應用程序管理機制

fmms 13年前發布 | 58K 次閱讀 Android Android開發移動開發

android應用程序管理主要由PackageManager這個類來管理，實現PackageManager這個抽象類的是ContextImpl.java。在ContextImpl.java中，有一個內部靜態類叫ApplicationPackageManager，實現了所有PackageManager的接口。

 static final class ApplicationPackageManager extends PackageManager {

..........

｝

ApplicationPackageManager又是通過對IPackageManager封裝調用，來實現的。

 public PackageInfo getPackageInfo(String packageName, int flags)
                throws NameNotFoundException {
            try {
                PackageInfo pi = mPM.getPackageInfo(packageName, flags);
                if (pi != null) {
                    return pi;
                }
            } catch (RemoteException e) {
                throw new RuntimeException("Package manager has died", e);
            }

            throw new NameNotFoundException(packageName);
        }

這里的mPM就是IPackageManager，PackageManagerService就是對IPackageManager的實現。所以我們平時對PackageManager的調用，最終是的在PackageManagerService.java中實現的。在PackageManagerService.java每個方法的實現。

PackageManagerService啟動流程：

PackageManagerService(context, factoryTest)是包管理服務的主進程。它完成了對/system/app,/data/app,/system/framework,/data/app-private下的apk文件的解析。詳細流程如下：

1.建立java層的installer與c層的installd的socket聯接，使得在上層的install,remove,dexopt等功能最終由installd在底層實現

2.建立PackageHandler消息循環，用于處理外部的apk安裝請求消息，如adb install,packageinstaller安裝apk時會發送消息

3.解析/system/etc/permission下xml文件(framework/base/data/etc/)，包括platform.xml和系統支持的各種硬件模塊的feature.主要工作：

(1)建立底層user ids和group ids 同上層permissions之間的映射；可以指定一個權限與幾個組ID對應。當一個APK被授予這個權限時，它也同時屬于這幾個組。

(2)給一些底層用戶分配權限，如給shell授予各種permission權限；把一個權限賦予一個UID，當進程使用這個UID運行時，就具備了這個權限。

(3) library,系統增加的一些應用需要link的擴展jar庫；

(4) feature,系統每增加一個硬件，都要添加相應的feature.將解析結果放入mSystemPermissions,mSharedLibraries,mSettings.mPermissions,mAvailableFeatures等幾個集合中供系統查詢和權限配置使用。

4.檢查/data/system/packages.xml是否存在，這個文件是在解析apk時由

writeLP()創建的，里面記錄了系統的permissions，以及每個apk的name,codePath,flags,version,uesrid等信息，這些信息主要通過apk的

AndroidManifest.xml解析獲取，解析完apk后將更新信息寫入這個文件并保

存到flash，下次開機直接從里面讀取相關信息添加到內存相關列表中。當有apk

升級，安裝或刪除時會更新這個文件。

5.檢查BootClassPath，mSharedLibraries及/system/framework下的jar

是否需要dexopt，需要的則通過dexopt進行優化

6.啟動AppDirObserver線程監測/system/framework,/system/app,/data/app,/data/

app-private目錄的事件,主要監聽add和remove事件。對于目錄監聽底層通過

inotify機制實現，inotify 是一種文件系統的變化通知機制，如文件增加、刪除

等事件可以立刻讓用戶態得知,它為用戶態監視文件系統的變化提供了強大的支持。

當有add event時調用scanPackageLI(File , int , int)處理；

當有remove event時調用removePackageLI()處理;

7.對于以上幾個目錄下的apk逐個解析，主要是解析每個apk的AndroidMa-

nifest.xml文件，處理asset/res等資源文件，建立起每個apk的配置結構信息，

并將每個apk的配置信息添加到全局列表進行管理。f

8.將解析的每個apk的信息保存到packages.xml和packages.list文件里，

packages.list記錄了如下數據：pkgName，userId，debugFlag，dataPath（包的數據路徑）

dexopt:

如果我們想要求運行時的性能有進一步提高，就仍然需要對DEX文件進行進一步優化。優化DEX會產生一個可以快速載入執行的classes.dex文件，會進行包括byte-swapping,structure realigning與basic structure checks,更新ODEX header ,為了確保產生ODEX流程的正確性,Android提供了一個dexopt工具,用來做為虛擬機的輔助工具,可以在系統啟動時,透過Dalvik虛擬機對載入的DEX文件執行佳化操作。

優化發生的時機有兩個：

對于預置應用，可以在系統編譯后，生成優化文件，以ODEX 結尾。這樣在發布時除

APK 文件（不包含 DEX）以外，還有一個相應的 ODEX 文件；
對于非預置應用，包含在 APK 文件里的 DEX 文件會在運行時通過dexopt進行優化，優化后的文件將被保存在緩存中(data/dalvik-cache)。

android安全機制概述:

Android是一個權限分離的系統，這是利用Linux已有的權限管理機制，通過為每一個Application分配不同的uid和gid, 從而使得不同的Application之間的私有數據和訪問(native以及java層通過這種sandbox機制)達到隔離的目的。與此同時,Android還在此基礎上進行擴展，提供了permission機制，它主要是用來對Application可以執行的某些具體操作進行權限細分和訪問控制，同時提供了per-URI permission機制，用來提供對某些特定的數據塊進行訪問。
Application 級別通過user ID和group Id實現安全控制；component級別通過permission來限制對于某一組件的訪問；在data級別通過基于permission的per URI進行安全控制。

uid gid gids:

Android 的權限分離的基礎是建立在 Linux 已有的 uid 、 gid 、 gids 基礎上的。
UID :Android 在安裝一個應用程序，就會為它分配一個 uid 。其中普通 Android 應用程序的 uid 是從 10000 開始分配（Process.FIRST_APPLICATION_UID ）， 10000 以下是系統進程的 uid 。
GID :對于普通應用程序來說， gid 等于 uid 。由于每個應用程序的 uid 和 gid 都不相同，因此不管是 native 層還是 java 層都能夠達到保護私有數據的作用。
GIDS : gids 是由框架在 Application 安裝過程中生成，與 Application 申請的具體權限相關。如果 Application 申請的相應的 permission 被 granted ，而且中有對應的 gids ，那么這個Application 的 gids 中將包含這個gids 。

installer類：

構造方法中，首先會進行一些成員變量的初始化，比如mContext， mFactoryTest， mMetrics， mSettings等。
最重要的是初始化mInstaller這個變量：

  Installer installer = new Installer();
        if (installer.ping() && Process.supportsProcesses()) {
            mInstaller = installer;
        } else {
            mInstaller = null;
        }

Installer這個是PackageManager與底層C模塊進行通信的工具類，同socket進行通信，PackageManager所有對apk的安裝，卸載等操作都是通過Installer進行的。對Installer的調用首先會調用ping（）來判斷socket是否已經連接。

連接方法：connect:

 private boolean connect() {
        if (mSocket != null) {
            return true;
        }
        Slog.i(TAG, "connecting...");
        try {
            mSocket = new LocalSocket();

            LocalSocketAddress address = new LocalSocketAddress(
                "installd", LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED);

            mSocket.connect(address);

            mIn = mSocket.getInputStream();
            mOut = mSocket.getOutputStream();
        } catch (IOException ex) {
            disconnect();
            return false;
        }
        return true;
    }

transaction首先會判斷連接，如果socket連接正常，就將cmd命令寫入socket文件，并且接收返回信息，并且返回給execute:

private synchronized String transaction(String cmd) {
        if (!connect()) {
            Slog.e(TAG, "connection failed");
            return "-1";
        }

        if (!writeCommand(cmd)) {
                /* If installd died and restarted in the background
                 * (unlikely but possible) we'll fail on the next
                 * write (this one).  Try to reconnect and write
                 * the command one more time before giving up.
                 */
            Slog.e(TAG, "write command failed? reconnect!");
            if (!connect() || !writeCommand(cmd)) {
                return "-1";
            }
        }
//        Slog.i(TAG,"send: '"+cmd+"'");
        if (readReply()) {
            String s = new String(buf, 0, buflen);
//            Slog.i(TAG,"recv: '"+s+"'");
            return s;
        } else {
//            Slog.i(TAG,"fail");
            return "-1";
        }

    }

執行命令的方法：execute(String cmd):

  private int execute(String cmd) {
        String res = transaction(cmd);
        try {
            return Integer.parseInt(res);
        } catch (NumberFormatException ex) {
            return -1;
        }
    }

install（）方法：

    public int install(String name, int uid, int gid) {
        StringBuilder builder = new StringBuilder("install");
        builder.append(' ');
        builder.append(name);
        builder.append(' ');
        builder.append(uid);
        builder.append(' ');
        builder.append(gid);
        return execute(builder.toString());
    }

其他方法：

（1） dexopt(String apkPath, int uid, boolean isPublic)；優化dex文件
（2）movedex(String srcPath, String dstPath)；移動dex文件
（3）rmdex(String codePath)；刪除dex文件
（4）remove(String name)；移動apk
（5）rename(String oldname, String newname)；重命名
（6）deleteCacheFiles(String name)；刪除cache文件
（7）clearUserData(String name)；刪除user data
（8）freeCache(long freeStorageSize)；釋放cache空間
（9）setForwardLockPerm（String packagePathSuffix, int gid）為apk文件增加前綴
（10）getSizeInfo(String pkgName, String apkPath, String fwdLockApkPath, PackageStats pStats) 獲取apk信息
（11） moveFiles()；移動文件。

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