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[z]Android 應(yīng)用程序管理機(jī)制

techres 2012-03-23

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Android 應(yīng)用程序管理機(jī)制

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android應(yīng)用程序管理主要由PackageManager這個類來管理,，實現(xiàn)PackageManager這個抽象類的是ContextImpl.java,。在ContextImpl.java中，有一個內(nèi)部靜態(tài)類叫ApplicationPackageManager,，實現(xiàn)了所有PackageManager的接口,。

1static final class ApplicationPackageManager extends PackageManager {
2 
3..........
4 
5｝

ApplicationPackageManager又是通過對IPackageManager封裝調(diào)用，來實現(xiàn)的,。

01public PackageInfo getPackageInfo(String packageName, int flags)
02               throws NameNotFoundException {
03           try {
04               PackageInfo pi = mPM.getPackageInfo(packageName, flags);
05               if (pi != null) {
06                   return pi;
07               }
08           } catch (RemoteException e) {
09               throw new RuntimeException("Package manager has died", e);
10           }
11 
12           throw new NameNotFoundException(packageName);
13       }

這里的mPM就是IPackageManager,，PackageManagerService就是對IPackageManager的實現(xiàn)。所以我們平時對PackageManager的調(diào)用,，最終是的在PackageManagerService.java中實現(xiàn)的,。在PackageManagerService.java每個方法的實現(xiàn)。

PackageManagerService啟動流程：

PackageManagerService(context, factoryTest)是包管理服務(wù)的主進(jìn)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(xì)流程如下：

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

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

3.解析/system/etc/permission下xml文件(framework/base/data/etc/)，包括platform.xml和系統(tǒng)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(quán)限與幾個組ID對應(yīng),。當(dāng)一個APK被授予這個權(quán)限時，它也同時屬于這幾個組,。

(2)給一些底層用戶分配權(quán)限,，如給shell授予各種permission權(quán)限；把一個權(quán)限賦予一個UID,，當(dāng)進(jìn)程使用這個UID運(yùn)行時,，就具備了這個權(quán)限。

(3) library,系統(tǒng)增加的一些應(yīng)用需要link的擴(kuò)展jar庫,；

(4) feature,系統(tǒng)每增加一個硬件,，都要添加相應(yīng)的feature.將解析結(jié)果放入mSystemPermissions,mSharedLibraries,mSettings.mPermissions,mAvailableFeatures等幾個集合中供系統(tǒng)查詢和權(quán)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(chuàng)建的,，里面記錄了系統(tǒng)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(jī)直接從里面讀取相關(guān)信息添加到內(nèi)存相關(guān)列表中。當(dāng)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(jìn)行優(yōu)化

6.啟動AppDirObserver線程監(jiān)測/system/framework,/system/app,/data/app,/data/

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

inotify機(jī)制實現(xiàn)，inotify 是一種文件系統(tǒng)的變化通知機(jī)制,，如文件增加,、刪除

等事件可以立刻讓用戶態(tài)得知,它為用戶態(tài)監(jiān)視文件系統(tǒng)的變化提供了強(qiáng)大的支持。

當(dāng)有add event時調(diào)用scanPackageLI(File , int , int)處理,；

當(dāng)有remove event時調(diào)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(jié)構(gòu)信息,，

并將每個apk的配置信息添加到全局列表進(jìn)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(shù)據(jù)：pkgName,，userId，debugFlag,，dataPath（包的數(shù)據(jù)路徑）

dexopt:

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

優(yōu)化發(fā)生的時機(jī)有兩個：

對于預(yù)置應(yīng)用，可以在系統(tǒng)編譯后,，生成優(yōu)化文件,，以O(shè)DEX 結(jié)尾。這樣在發(fā)布時除

APK 文件（不包含 DEX）以外,，還有一個相應(yīng)的 ODEX 文件,；
對于非預(yù)置應(yīng)用,，包含在 APK 文件里的 DEX 文件會在運(yùn)行時通過dexopt進(jìn)行優(yōu)化,，優(yōu)化后的文件將被保存在緩存中(data/dalvik-cache)。

android安全機(jī)制概述:

Android是一個權(quán)限分離的系統(tǒng) ,，這是利用Linux已有的權(quán)限管理機(jī)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(shù)據(jù)和訪問(native以及java層通過這種sandbox機(jī)制)達(dá)到隔離的目的 ,。與此同時,Android還在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，提供了permission機(jī)制,，它主要是用來對Application可以執(zhí)行的某些具體操作進(jìn)行權(quán)限細(xì)分和訪問控制,，同時提供了per-URI permission機(jī)制，用來提供對某些特定的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行訪問,。
Application 級別通過user ID和group Id實現(xiàn)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(jìn)行安全控制,。

uid gid gids:

Android 的權(quán)限分離的基礎(chǔ)是建立在 Linux 已有的 uid ,、 gid 、 gids 基礎(chǔ)上的 ,。
UID :Android 在安裝一個應(yīng)用程序,，就會為它分配一個 uid 。其中普通 Android 應(yīng)用程序的 uid 是從 10000 開始分配（Process.FIRST_APPLICATION_UID ）,， 10000 以下是系統(tǒng)進(jìn)程的 uid ,。
GID :對于普通應(yīng)用程序來說， gid 等于 uid ,。由于每個應(yīng)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(dá)到保護(hù)私有數(shù)據(jù)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(quán)限相關(guān),。如果 Application 申請的相應(yīng)的 permission 被 granted ，而且中有對應(yīng)的 gids ,，那么這個Application 的 gids 中將包含這個gids ,。

installer類：

構(gòu)造方法中，首先會進(jìn)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：

1Installer installer = new Installer();
2      if (installer.ping() && Process.supportsProcesses()) {
3          mInstaller = installer;
4      } else {
5          mInstaller = null;
6      }

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

連接方法：connect:

01private boolean connect() {
02       if (mSocket != null) {
03           return true;
04       }
05       Slog.i(TAG, "connecting...");
06       try {
07           mSocket = new LocalSocket();
08 
09           LocalSocketAddress address = new LocalSocketAddress(
10               "installd", LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED);
11 
12           mSocket.connect(address);
13 
14           mIn = mSocket.getInputStream();
15           mOut = mSocket.getOutputStream();
16       } catch (IOException ex) {
17           disconnect();
18           return false;
19       }
20       return true;
21   }

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:

01private synchronized String transaction(String cmd) {
02        if (!connect()) {
03            Slog.e(TAG, "connection failed");
04            return "-1";
05        }
06 
07        if (!writeCommand(cmd)) {
08                /* If installd died and restarted in the background
09                 * (unlikely but possible) we'll fail on the next
10                 * write (this one).  Try to reconnect and write
11                 * the command one more time before giving up.
12                 */
13            Slog.e(TAG, "write command failed? reconnect!");
14            if (!connect() || !writeCommand(cmd)) {
15                return "-1";
16            }
17        }
18//        Slog.i(TAG,"send: '"+cmd+"'");
19        if (readReply()) {
20            String s = new String(buf, 0, buflen);
21//            Slog.i(TAG,"recv: '"+s+"'");
22            return s;
23        } else {
24//            Slog.i(TAG,"fail");
25            return "-1";
26        }
27 
28    }

執(zhí)行命令的方法：execute(String cmd):

1private int execute(String cmd) {
2      String res = transaction(cmd);
3      try {
4          return Integer.parseInt(res);
5      } catch (NumberFormatException ex) {
6          return -1;
7      }
8  }

install（）方法：

01public int install(String name, int uid, int gid) {
02    StringBuilder builder = new StringBuilder("install");
03    builder.append(' ');
04    builder.append(name);
05    builder.append(' ');
06    builder.append(uid);
07    builder.append(' ');
08    builder.append(gid);
09    return execute(builder.toString());
10}

其他方法：

（1） dexopt(String apkPath, int uid, boolean isPublic),；優(yōu)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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