深入解析 Android PMS —— APK 安装与解析全流程

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前言

在 Android 系统中，PackageManagerService（简称 PMS）是负责管理应用程序的核心服务。无论是应用安装、卸载，还是权限分配，PMS 都扮演着至关重要的角色。
本篇文章将带你深入探讨 PMS 的幕后机制，特别是 APK 安装与解析的详细流程。

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1. PMS 的初始化

步骤	完成任务	影响范围
启动 PMS 服务	注册 PMS 到 ServiceManager，成为系统管理的核心服务。	提供应用管理能力，供系统其他组件调用。
初始化组件	构建数据结构、组件解析器，启动后台线程。	提供运行时支持，准备后续任务。
加载持久化数据	恢复设备重启前的已安装应用信息。	确保已安装应用在系统重启后仍被识别和管理。
扫描并解析 APK	扫描系统和用户目录，解析 APK 元数据，并注册到内存。	让系统能够识别和管理设备上的所有 APK。
初始化权限系统	加载默认权限配置文件，为系统应用分配权限。	保障系统安全，防止权限滥用。
提供对外接口	通过 API 提供安装、卸载、查询等功能，供系统和开发者调用。	提供应用安装和运行管理能力。

1.1 SystemServer 启动 PMS

源码路径：
frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

PMS 是 Android 启动服务的关键部分，在 startOtherServices() 方法中初始化：

private void startOtherServices() {
   
   
    PackageManagerService pms = PackageManagerService.main(mSystemContext);
    ServiceManager.addService("package", pms);
}

• 主要工作：
  1、调用 PackageManagerService.main() 方法，启动 PMS。
  2、注册 PMS 服务到 ServiceManager，供系统其他服务访问。

1.2 PMS 的入口方法 main

代码路径: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/pm/PackageManagerService.java

public static PackageManagerService main(Context context) {
   
   
    Installer installer = new Installer();
    return new PackageManagerService(context, installer, ...);
}

• 主要工作：
  创建 Installer 实例，用于管理 APK 文件的安装和删除。
  构造 PackageManagerService 对象。

1.3 PMS 构造函数

代码路径: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/pm/PackageManagerService.java

public PackageManagerService(Context context, Installer installer, ...) {
   
   
    mContext = context;
    mInstaller = installer;
    
    // 初始化数据结构
    mPackages = new ArrayMap<>();
    mComponentResolver = new ComponentResolver();

    // 创建并启动后台线程
    mBackgroundThread = BackgroundThread.get();
    mHandler = new PackageHandler(mBackgroundThread.getLooper());

    // 初始化权限管理服务
    mPermissionManager = new PermissionManagerService(context, ...);

    // 恢复持久化存储的数据
    mSettings = new Settings(...);
    mSettings.readPackageRestrictionsLPr();

    // 启动扫描逻辑
    scanPackages();
}

初始化内容：

• 核心数据结构:
  mPackages: 存储已安装包的信息。
  mComponentResolver: 解析组件（Activity、Service 等）依赖关系。
• 后台线程:
  创建 BackgroundThread 处理异步任务，如 APK 扫描和安装。
• 权限管理:
  初始化 PermissionManagerService 管理动态权限和默认权限。
• 持久化存储:
  从 packages.xml 和 packages.list 加载已安装应用的状态。
• 启动扫描:
  调用 scanPackages()，扫描系统目录和用户目录。

1.4 扫描 APK 文件

代码路径: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/pm/PackageManagerService.java

private void scanPackages() {
   
   
    scanDirLI(new File("/system/app"), ...); // 扫描系统目录
    scanDirLI(new File("/data/app"), ...);  // 扫描用户目录
}

private void scanDirLI(File dir, ...) {
   
   
    File[] files = dir.listFiles();
    for (File file : files) {
   
   
        if (file.isFile() && file.getName().endsWith(".apk")) {
   
   
            try {
   
   
                // 解析 APK
                PackageParser.Package pkg = parsePackage(file);
                // 注册包信息
                scanPackageLI(pkg, ...);
            } catch (PackageParserException e) {
   
   
                Slog.e(TAG, "Failed to parse package: " + file, e);
            }
        }
    }
}

解析逻辑:

• 调用 PackageParser 解析 APK 的 AndroidManifest.xml。
• 验证签名、权限、依赖等信息。
• 将解析后的包注册到内存数据结构。

1.5 权限初始化

代码路径: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/pm/PermissionManagerService.java

public void initializeDefaultPermissions() {
   
   
    // 加载默认权限配置
    loadDefaultPermissions();
    for (String permission : defaultPermissions) {
   
   
        grantPermission(permission);
    }
}

主要工作:

• 加载 /etc/permissions 目录下的权限定义文件。
• 为系统应用自动授予默认权限。

1.6 提供对外服务

代码路径: frameworks/base/services/core/java/com/android/server/pm/PackageManagerService.java

注册到 ServiceManager 后，PMS 提供以下对外服务：

1、获取已安装应用列表：

public List<PackageInfo> getInstalledPackages() {
   
   ...}

2、安装应用：

public void installPackage(String packageName, ...) {
   
   ...}

3、卸载应用：

public void deletePackage(String packageName, ...) {
   
   ...}

2. APK 安装