android應用程序管理機制 · Android框架層源碼解析

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.xml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) ；刪除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。