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android应用程序管理主要由PackageManager这个类来管理,实现PackageManager这个抽象类的是ContextImpl.java。在ContextImpl.java中,有一个内部静态类叫ApplicationPackageManager,实现了所有PackageManager的接口。

 static final class ApplicationPackageManager extends PackageManager {

..........

}

ApplicationPackageManager又是通过对IPackageManager封装调用,来实现的。

 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);
        }

这里的mPM就是IPackageManager,PackageManagerService就是对IPackageManager的实现。所以我们平时对PackageManager的调用,最终是的在PackageManagerService.java中实现的。在PackageManagerService.java每个方法的实现。

PackageManagerService启动流程:

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:

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adb install,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.将解析结果放入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的name,codePath,flags,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。f

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

packages.xml记录了如下数据:pkgName,userId,debugFlag,dataPath(包的数据路径)

dexopt:

如果我们想要求运行时的性能有进一步提高,就仍然需要对DEX文件进行进一步优化。优化DEX会产生一个可以快速载入执行的classes.dex文件,会进行包括byte-swapping,structure realigning与basic structure checks,更新ODEX header ,为了确保产生ODEX流程的正确性,Android提供了一个dexopt工具,用来做为虚拟机的辅助工具,可以在系統启动时,透過Dalvik虚拟机對載入的DEX文件執行佳化操作。

优化发生的时机有两个:

对于预置应用,可以在系统编译后,生成优化文件,以ODEX 结尾。这样在发布时除

APK 文件(不包含 DEX)以外,还有一个相应的 ODEX 文件;
  对于非预置应用,包含在 APK 文件里的 DEX 文件会在运行时通过dexopt进行优化,优化后的文件将被保存在缓存中(data/dalvik-cache)。

android安全机制概述:

Android是一个权限分离的系统 ,这是利用Linux已有的权限管理机制,通过为每一个Application分配不同的uid和gid, 从而使得不同的Application之间的私有数据和访问(native以及java层通过这种sandbox机制)达到隔离的目的 。与此同时,Android还在此基础上进行扩展,提供了permission机制,它主要是用来对Application可以执行的某些具体操作进行权限细分和访问控制,同时提供了per-URI permission机制,用来提供对某些特定的数据块进行访问。
Application 级别通过user ID和group Id实现安全控制;component级别通过permission来限制对于某一组件的访问;在data级别通过基于permission的per URI进行安全控制。

uid  gid  gids:

Android 的权限分离的基础是建立在 Linux 已有的 uid 、 gid 、 gids 基础上的 。
UID :Android 在 安装一个应用程序,就会为 它 分配一个 uid 。其中普通 Android 应用程序的 uid 是从 10000 开始分配 (Process.FIRST_APPLICATION_UID ), 10000 以下是系统进程的 uid 。
GID :对 于普通应用程序来说, gid 等于 uid 。由于每个应用程序的 uid 和 gid 都不相同, 因此不管是 native 层还是 java 层都能够达到保护私有数据的作用 。
GIDS : gids 是由框架在 Application 安装过程中生成,与 Application 申请的具体权限相关。 如果 Application 申请的相应的 permission 被 granted ,而且中有对应的 gids , 那么这个Application 的 gids 中将包含这个gids 。

installer类:

构造方法中,首先会进行一些成员变量的初始化,比如mContext, mFactoryTest, mMetrics, mSettings等。
最重要的是初始化mInstaller这个变量:

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

Installer这个是PackageManager与底层C模块进行通信的工具类,同socket进行通信,PackageManager所有对apk的安装,卸载等操作都是通过Installer进行的。对Installer的调用首先会调用ping()来判断socket是否已经连接。

连接方法: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首先会判断连接,如果socket连接正常,就将cmd命令写入socket文件,并且接收返回信息,并且返回给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";
        }

    }

执行命令的方法: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);优化dex文件
(2)movedex(String srcPath, String dstPath); 移动dex文件
(3)rmdex(String codePath);删除dex文件
(4)remove(String name) ;删除apk
(5)rename(String oldname, String newname);重命名
(6)deleteCacheFiles(String name);删除cache文件
(7)clearUserData(String name);删除user data
(8)freeCache(long freeStorageSize);释放cache空间
(9)setForwardLockPerm(String packagePathSuffix, int gid) 为apk文件增加前缀
(10)getSizeInfo(String pkgName, String apkPath, String fwdLockApkPath, PackageStats pStats)  获取apk信息
(11) moveFiles();移动文件。