Android PackageManagerService详细分析

概要
本篇主要分析了系统启动阶段包管理服务的启动流程,其中的几个接口在 apk 安装时也会被调用。包管理服务启动时主要做的工作大致有如下几方面:

   1. 建立 java 层的 installer 与 c 层的 installd 的 socket 联接,使得在上层的 install,remove,dexopt等功能最终由 installd 在底层实现
   2. 建立 PackageHandler 消息循环 , 用于处理外部的 apk 安装请求消息 , 如 adbinstall,packageinstaller 安装 apk 时会发送消息
   3. 解析/system/etc/permission 下 xml 文件(framework/base/data/etc/),包括 platform.xml 和系统支持的各种硬件模块的 feature.主要工作:
           (1) 建立底层 user ids 和 group ids 同上层 permissions 之间的映射;可以指定一个权限与几个组 ID 对应。当一个 APK 被授予这个权限时,它也同时属于这几个组。
           (2) 给一些底层用户分配权限,如给 shell 授予各种 permission 权限;把一个权限赋予一个UID,当进程使用这个 UID 运行时,就具备了这个权限。
           (3) library,系统增加的一些应用需要 link 的扩展 jar 库;
           (4) feature, 系统每增加一个硬件 , 都要添加相应的 feature. 将解析结果mSystemPermissions,mSharedLibraries,mSettings.mPermissions,mAvailableFeatures 等几个集合中供系统查询和权限配置使用。
4. 检查/data/system/packages.xml 是否存在,这个文件是在解析 apk 时由writeLP()创建的,里面记录了系统的 permissions,以及每个 apk name,codePath,flags,ts,version,uesrid 等信息,这些信息主要通过 apk 的AndroidManifest.xml 解析获取,解析完 apk 后将更新信息写入这个文件并保存到 flash,下次开机直接从里面读取相关信息添加到内存相关列表中。当有 apk升级,安装或删除时会更新这个文件。
5. 检查 BootClassPath,mSharedLibraries 及/system/framework 下的 jar是否需要 dexopt,需要的则通过 dexopt 进行优化
6. 启动 AppDirObserver 线程监测/system/framework,/system/app,/data/app,/data/app-private 目录的事件,主要监听 add 和 remove 事件。对于目录监听底层通过inotify 机制实现,inotify 是一种文件系统的变化通知机制,如文件增加、删除等事件可以立刻让用户态得知,它为用户态监视文件系统的变化提供了强大的支持。当有 add event 时调用 scanPackageLI(File , int , int)处理;当有 remove event 时调用 removePackageLI()处理;
7. 对于以上几个目录下的 apk 逐个解析,主要是解析每个 apk 的 AndroidMa-nifest.xml 文件,处理 asset/res 等资源文件,建立起每个 apk 的配置结构信息,并将每个 apk 的配置信息添加到全局列表进行管理。调用 installer.install()进行安装工作,检查 apk 里的 dex 文件是否需要再优化,如果需要优化则通过辅助工具 dexopt 进行优化处理;将解析出的 componet 添加到 pkg 的对应列表里;对 apk 进行签名和证书校验,进行完整性验证。
8. 将解析的每个 apk 的信息保存到 packages.xml 和 packages.list 文件里,
packages.list 记录了如下数据:pkgName,userId,debugFlag,dataPath(包的数据路径)

图 1 主流程图

详细分析
在 systemserver.java 中启动包管理服务
pm=PackageManagerService.main(context,factoryTest != SystemServer.FACTORY_TEST_OFF);
main 函数主要功能是构造 PackageManagerService 实例,然后添加到 ServiceManager 中。
    public static final IPackageManager main(Context context, boolean factoryTest) {
        PackageManagerService m = new PackageManagerService(context, factoryTest);
        ServiceManager.addService("package", m);
        return m;
    }
PackageManagerService(context, factoryTest) 是包管理服务的主进程。它完成了对/system/app,/data/app,/system/framework,/data/app-private 下的 apk 文件的解析。详细流程如下:
              初始化过程:
              判断 ro.build.type 是否等于 eng;
              创建系统显示像素实例 mMetrics = new DisplayMetrics();
              创建 mSettings 实例 mSettings = new Settings(),Settings 类是 PackageManagerService 的一个
              静态子类,它的作用主要是保持动态设置的信息,通过 Settings()构造函数在/data/system 下
              创建了三个文件名:packages.xml,packages-backup.xml(这个文件在 mSettings.writeLP()里被删除了),packages.list。
              mSettings 增加 android.uid.system,android.uid.phone,android.uid.log 三个共享用户 ID,同时授予其系统权限。
             //建立 installer 与 installd 的 socket 联接
             Installer installer = new Installer();
             installer.ping() && Process.supportsProcesses();
             installd 完成以下一些命令
            struct cmdinfo cmds[] = {
                 { "ping",             0, do_ping },
                 { "install",          3, do_install },
                 { "dexopt",          3, do_dexopt },
                 { "movedex",          2, do_move_dex },
                 { "rmdex",            1, do_rm_dex },
                 { "remove",           1, do_remove },
                 { "rename",          2, do_rename },
                 { "freecache",       1, do_free_cache },
                 { "rmcache",               1, do_rm_cache },
                 { "protect",               2, do_protect },
                 { "getsize",               3, do_get_size },
&n

补充：移动开发 , Android ,