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Android應用框架之PackageManagerService

阿新 • • 發佈：2019-01-09

系統在啟動的時候會啟動一個叫做PackageManagerService的服務，顧名思義，這個服務主要管理安裝在裝置上的應用程式，其中最為重要的工作就是在在系統啟動之後，PackageManagerService會掃描特定目錄下地以apk為字尾的檔案，然後將對應的應用安裝到系統中。注意，這裡的安裝並不是我們平時所說的安裝，它指的的是將存放在磁碟之上的靜態應用程式檔案進行解析，並將相關資訊註冊到系統中。而具體的解析工作實際就是讀取應用的配置檔案manifest.xml，並將檔案中配置的元件
（Activity,Service,BroadcastRecevier,ContentProvider），許可權等資訊註冊到PackageManagerService

中。
本篇部落格主要介紹PackageManagerService的啟動過程，以及PackageManagerService如何安裝各個應用程式。

1.PackageManagerService啟動過程

和ActivityManagerService，WindowManagerService一樣，PackageManagerService是一個系統級的服務，執行在獨立的程序中，而所有的系統級服務都是由SystemServer啟動的。所以首先來看看SystemServer的啟動過程。

1) SystemServer啟動：

SystemServer元件是由Zygote程序負責啟動的，啟動的時候就會呼叫它的main函式，這個函式主要呼叫了JNI方法init1來做一些系統初始化的工作。

public class SystemServer
{
    ......
    native public static void init1(String[] args);
    ......
    public static void main(String[] args) {
        ......
        init1(args);
        ......
    }
    ......
}
2)SystemServer.system_init

經過一系列呼叫後轉到system_init方法，這是一個JNI方法

extern "C" status_t system_init()
{
    LOGI("Entered system_init()"
 
);
    sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
    sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
    LOGI("ServiceManager: %p\n", sm.get());
    sp<GrimReaper> grim = new GrimReaper();
    sm->asBinder()->linkToDeath(grim, grim.get(), 0);
    char propBuf[PROPERTY_VALUE_MAX];
    property_get("system_init.startsurfaceflinger", propBuf, "1");
    if (strcmp(propBuf, "1") == 0) {
        // Start the SurfaceFlinger
        SurfaceFlinger::instantiate();
    }

    // Start the sensor service
    SensorService::instantiate();

    // On the simulator, audioflinger et al don't get started the
    // same way as on the device, and we need to start them here
    if (!proc->supportsProcesses()) {

        // Start the AudioFlinger
        AudioFlinger::instantiate();

        // Start the media playback service
        MediaPlayerService::instantiate();

        // Start the camera service
        CameraService::instantiate();

        // Start the audio policy service
        AudioPolicyService::instantiate();
    }

    // And now start the Android runtime.  We have to do this bit
    // of nastiness because the Android runtime initialization requires
    // some of the core system services to already be started.
    // All other servers should just start the Android runtime at
    // the beginning of their processes's main(), before calling
    // the init function.
    LOGI("System server: starting Android runtime.\n");

    AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();

    LOGI("System server: starting Android services.\n");
    runtime->callStatic("com/android/server/SystemServer", "init2");

    // If running in our own process, just go into the thread
    // pool.  Otherwise, call the initialization finished
    // func to let this process continue its initilization.
    if (proc->supportsProcesses()) {
        LOGI("System server: entering thread pool.\n");
        ProcessState::self()->startThreadPool();
        IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
        LOGI("System server: exiting thread pool.\n");
    }

    return NO_ERROR;
}

在這個方法中，建立了SurfaceFlinger、SensorService、AudioFlinger、MediaPlayerService、CameraService和AudioPolicyService這幾個服務，然後就通過系統全域性唯一的AndroidRuntime例項變數runtime的callStatic來呼叫SystemServer的init2函數了。init2函式很簡單，建立一個執行緒，而PackageManagerService就是在這個執行緒中建立的。

public class SystemServer
{
    ......
    public static final void init2() {
        Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");
        Thread thr = new ServerThread();
        thr.setName("android.server.ServerThread");
        thr.start();
    }
}
3)ServerThread.run
class ServerThread extends Thread {
    ......
    @Override
    public void run() {
        ......
        IPackageManager pm = null;
        ......
        // Critical services...
        try {
            ......
            Slog.i(TAG, "Package Manager");
            pm = PackageManagerService.main(context,
                        factoryTest != SystemServer.FACTORY_TEST_OFF);
            ......
        } catch (RuntimeException e) {
            Slog.e("System", "Failure starting core service", e);
        }
        ......
    }
    ......
}

在這個執行緒中建立了PackageManagerService,並同時啟動了其main函式。另外在這個執行緒中還啟動了ActivityManagerService等其他Service

2.應用安裝

接下來再來看看PackageManagerService啟動之後如何進行應用程式的安裝。

1）PackageManagerService.main
class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub {
    ......
    public static final IPackageManager main(Context context, boolean factoryTest) {
        PackageManagerService m = new PackageManagerService(context, factoryTest);
        ServiceManager.addService("package", m);
        return m;
    }
    ......
}

可以看到，建立完成後，就載入到ServiceManager中。接下來看看PackageManagerService的建構函式：

class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub {
    ......

    public PackageManagerService(Context context, boolean factoryTest) {
        ......

        synchronized (mInstallLock) {
            synchronized (mPackages) {
                ......

                File dataDir = Environment.getDataDirectory();
                mAppDataDir = new File(dataDir, "data");
                mSecureAppDataDir = new File(dataDir, "secure/data");
                mDrmAppPrivateInstallDir = new File(dataDir, "app-private");

                ......

                mFrameworkDir = new File(Environment.getRootDirectory(), "framework");
                mDalvikCacheDir = new File(dataDir, "dalvik-cache");

                ......

                // Find base frameworks (resource packages without code).
                mFrameworkInstallObserver = new AppDirObserver(
                mFrameworkDir.getPath(), OBSERVER_EVENTS, true);
                mFrameworkInstallObserver.startWatching();
                scanDirLI(mFrameworkDir, PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM
                    | PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM_DIR,
                    scanMode | SCAN_NO_DEX, 0);

                // Collect all system packages.
                mSystemAppDir = new File(Environment.getRootDirectory(), "app");
                mSystemInstallObserver = new AppDirObserver(
                    mSystemAppDir.getPath(), OBSERVER_EVENTS, true);
                mSystemInstallObserver.startWatching();
                scanDirLI(mSystemAppDir, PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM
                    | PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM_DIR, scanMode, 0);

                // Collect all vendor packages.
                mVendorAppDir = new File("/vendor/app");
                mVendorInstallObserver = new AppDirObserver(
                    mVendorAppDir.getPath(), OBSERVER_EVENTS, true);
                mVendorInstallObserver.startWatching();
                scanDirLI(mVendorAppDir, PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM
                    | PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM_DIR, scanMode, 0);


                mAppInstallObserver = new AppDirObserver(
                    mAppInstallDir.getPath(), OBSERVER_EVENTS, false);
                mAppInstallObserver.startWatching();
                scanDirLI(mAppInstallDir, 0, scanMode, 0);

                mDrmAppInstallObserver = new AppDirObserver(
                    mDrmAppPrivateInstallDir.getPath(), OBSERVER_EVENTS, false);
                mDrmAppInstallObserver.startWatching();
                scanDirLI(mDrmAppPrivateInstallDir, PackageParser.PARSE_FORWARD_LOCK,
                    scanMode, 0);

                ......
            }
        }
    }

    ......
}

可以看到，在建構函式中，PackageManagerService(PMS)會掃描特定目錄下的APK檔案，然後進行相關的載入工作，這些目錄包括：

/system/framework
/system/app
/vendor/app
/data/app
/data/app-private

在每個路徑下，都呼叫了scanDirLI函式，接下來看看對應的函式做了些什麼。

2）PackageParser.parsePackage

scanDirLI中又經過多次呼叫，具體就是掃描對應目錄的檔案，如果是apk檔案，就找到apk檔案中的manifest檔案，最後再為每一個apk建立一個PackageParser物件，並將manifest檔案傳遞給PackageParser.parsePackage。

public class PackageParser {
    ......

    private Package parsePackage(
            Resources res, XmlResourceParser parser, int flags, String[] outError)
            throws XmlPullParserException, IOException {
        ......

        String pkgName = parsePackageName(parser, attrs, flags, outError);

        ......

        final Package pkg = new Package(pkgName);

        ......

        int type;

        ......

        TypedArray sa = res.obtainAttributes(attrs,
            com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest);

        ......

        while ((type=parser.next()) != parser.END_DOCUMENT
            && (type != parser.END_TAG || parser.getDepth() > outerDepth)) {
                if (type == parser.END_TAG || type == parser.TEXT) {
                    continue;
                }

                String tagName = parser.getName();
                if (tagName.equals("application")) {
                    ......

                    if (!parseApplication(pkg, res, parser, attrs, flags, outError)) {
                        return null;
                    }
                } else if (tagName.equals("permission-group")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("permission")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("permission-tree")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-permission")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-configuration")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-feature")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-sdk")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("supports-screens")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("protected-broadcast")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("instrumentation")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("original-package")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("adopt-permissions")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-gl-texture")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("compatible-screens")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("eat-comment")) {
                    ......
                } else if (RIGID_PARSER) {
                    ......
                } else {
                    ......
                }
        }

        ......

        return pkg;
    }

    ......
        private Package parsePackage(
            Resources res, XmlResourceParser parser, int flags, String[] outError)
            throws XmlPullParserException, IOException {
        ......

        String pkgName = parsePackageName(parser, attrs, flags, outError);

        ......

        final Package pkg = new Package(pkgName);

        ......

        int type;

        ......

        TypedArray sa = res.obtainAttributes(attrs,
            com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest);

        ......

        while ((type=parser.next()) != parser.END_DOCUMENT
            && (type != parser.END_TAG || parser.getDepth() > outerDepth)) {
                if (type == parser.END_TAG || type == parser.TEXT) {
                    continue;
                }

                String tagName = parser.getName();
                if (tagName.equals("application")) {
                    ......

                    if (!parseApplication(pkg, res, parser, attrs, flags, outError)) {
                        return null;
                    }
                } else if (tagName.equals("permission-group")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("permission")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("permission-tree")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-permission")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-configuration")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-feature")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-sdk")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("supports-screens")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("protected-broadcast")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("instrumentation")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("original-package")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("adopt-permissions")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("uses-gl-texture")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("compatible-screens")) {
                    ......
                } else if (tagName.equals("eat-comment")) {
                    ......
                } else if (RIGID_PARSER) {
                    ......
                } else {
                    ......
                }
        }

        ......

        return pkg;
    }

    ......
}

這裡就是對AndroidManifest.xml檔案中的application標籤進行解析了，我們常用到的標籤就有activity、service、receiver和provider，這裡解析完成後，一層層返回，呼叫另一個版本的scanPackageLI函式把來解析後得到的應用程式資訊儲存下來。

class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub {
    ......

    // Keys are String (package name), values are Package.  This also serves
    // as the lock for the global state.  Methods that must be called with
    // this lock held have the prefix "LP".
    final HashMap<String, PackageParser.Package> mPackages =
        new HashMap<String, PackageParser.Package>();

    ......

    // All available activities, for your resolving pleasure.
    final ActivityIntentResolver mActivities =
    new ActivityIntentResolver();

    // All available receivers, for your resolving pleasure.
    final ActivityIntentResolver mReceivers =
        new ActivityIntentResolver();

    // All available services, for your resolving pleasure.
    final ServiceIntentResolver mServices = new ServiceIntentResolver();

    // Keys are String (provider class name), values are Provider.
    final HashMap<ComponentName, PackageParser.Provider> mProvidersByComponent =
        new HashMap<ComponentName, PackageParser.Provider>();

    ......

    private PackageParser.Package scanPackageLI(PackageParser.Package pkg,
            int parseFlags, int scanMode, long currentTime) {
        ......

        synchronized (mPackages) {
            ......

            // Add the new setting to mPackages
            mPackages.put(pkg.applicationInfo.packageName, pkg);

            ......

            int N = pkg.providers.size();
            int i;
            for (i=0; i<N; i++) {
                PackageParser.Provider p = pkg.providers.get(i);
                p.info.processName = fixProcessName(pkg.applicationInfo.processName,
                    p.info.processName, pkg.applicationInfo.uid);
                mProvidersByComponent.put(new ComponentName(p.info.packageName,
                    p.info.name), p);

                ......
            }

            N = pkg.services.size();
            for (i=0; i<N; i++) {
                PackageParser.Service s = pkg.services.get(i);
                s.info.processName = fixProcessName(pkg.applicationInfo.processName,
                    s.info.processName, pkg.applicationInfo.uid);
                mServices.addService(s);

                ......
            }

            N = pkg.receivers.size();
            r = null;
            for (i=0; i<N; i++) {
                PackageParser.Activity a = pkg.receivers.get(i);
                a.info.processName = fixProcessName(pkg.applicationInfo.processName,
                    a.info.processName, pkg.applicationInfo.uid);
                mReceivers.addActivity(a, "receiver");

                ......
            }

            N = pkg.activities.size();
            for (i=0; i<N; i++) {
                PackageParser.Activity a = pkg.activities.get(i);
                a.info.processName = fixProcessName(pkg.applicationInfo.processName,
                    a.info.processName, pkg.applicationInfo.uid);
                mActivities.addActivity(a, "activity");

                ......
            }

            ......
        }

        ......

        return pkg;
    }

    ......
}

到這裡整個應用的安裝過程就介紹完了。其實整個過程還是很明確，清晰的。
接下來再來總結一下整個啟動過程：

Zygote—>啟動SystemServer—>啟動ServerThread—>啟動PackageManagerService—>掃描特定目錄下的apk檔案，進行載入—>解析APK的manifest檔案，將配置資訊載入到PackageManagerService中

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slist strong cor spa str etc 構建 .com core 構建NetCore應用框架之實戰篇 構建NetCore應用框架之實戰篇（一）：什麽是框架，如何設計一個框架 構建NetCore應用框架之實戰篇索引

構建NetCore應用框架之實戰篇（四）：BitAdminCore框架1.0登錄功能細化及技術選型

1.0 dmi 也會 繼承 blank bit 技術選型 cor 我會 本篇承接上篇內容，如果你不小心點擊進來，建議從第一篇開始完整閱讀，文章內容繼承性連貫性。 構建NetCore應用框架之實戰篇系列 一、BitAdminCore框架1.0版本 1、1.0版本是指

NET Core應用框架之BitAdminCore框架應用篇系列

net EDA clas IE span targe slist target nco BitAdminCore是基於NET Core2.0的後端快速開發框架，本篇主要目標是介紹如何使用框架開發應用。框架的一些特性等。 系列鏈接 BitAdminCore框架應用

Android動畫框架之檢視動畫基本使用

      之前在學習View 滑動的時候其實就是View動畫的一種展現形式了，當時介紹了有7中方法可以實現View的滑動，截止目前還有Sroller,動畫以及ViewDragHelper實現沒有介紹，今天的內容裡面就包含了部分View的滑動實現，這裡說部分主要有兩個原

Android應用優化之冷啟動優化

前言 事件發生在發包上線的前兩天，在某某雲進行移動測試時，提示冷啟動速度低於平均值的問題，之前自己也曾嘗試過優化，但是發現效果並不是很明顯，作為一個有追求的開發者，趁著有點空閒時間，要好好研究一下冷啟動優化問題。 App的啟動流程 我們可以瞭解一下官方文件《App startup time》對App啟動

教你寫Android網路框架之基本架構

分享一下我老師大神的人工智慧教程！零基礎，通俗易懂！http://blog.csdn.net/jiangjunshow 也歡迎大家轉載本篇文章。分享知識，造福人民，實現我們中華民族偉大復興！        

Android應用優化之流暢度

前言 對於現今市面上針對於使用者互動的應用，都有使用列表去展示資訊。列表對於使用者來說是十分好的瀏覽、接收資訊的一個控制元件。對於產品來說，列表流暢度的重要性就不言而喻了。而流暢度的好壞，對一個產品的基本體驗和口碑有著極大的影響。然而Android手機與iPhone手機對比，第一點往

Android應用優化之程式碼檢測優化

前言 最近換了新的公司，面對新的程式碼大家都有不同的熟悉過程和方法。在我的角度來說，利用程式碼檢測工具，可以更直接地去熟悉程式碼邏輯和業務邏輯，表現得自己去程式碼質量很有追求，最重要當然是在公司的任務管理工時上面顯得自己積極向上啦。不過在修改程式碼之前，你要根據專案的分工、明確在公司

Android應用優化之記憶體概念

導語 現在的Android智慧手機發展資訊萬變，從一開始的HTC到小米價格戰到現在高階市場份額戰，在軟硬體都發生了翻天覆地的變化。在硬體上記憶體從一開始的一兩百M到現在4G。從軟體上我們從一開始為了實現需求而寫程式碼到現在為了程式碼更健壯、更漂亮而進行不斷優化程式碼。這些都是Andr

Android ORM 框架之 greenDAO 使用心得

前言 我相信，在平時的開發過程中，大家一定會或多或少地接觸到 SQLite。然而在使用它時，我們往往需要做許多額外的工作，像編寫 SQL 語句與解析查詢結果等。所以，適用於 Android 的ORM 框架也就孕育而生了，現在市面上主流的框架有 OrmLite、SugarOR

Android Jetpack框架之Navigation

1、前言 最近簡單看了下google推出的框架Jetpack，感覺此框架的內容可以對平時的開發有很大的幫助，也可以解決很多開發中的問題，對程式碼的資料邏輯和UI介面深層解耦，實現資料驅動型的ui。 Android Architecture元件是Android Jetp

教你寫Android網路框架之Request Response類與請求佇列

                我正在參加部落格之星，點選這裡投我一票吧，謝謝~   前言在教你寫Android網路框架之基本架構一文中我們已經介紹了SimpleNet網路框架的基本結構，今天我們就開始從程式碼的角度來開始切入該網路框架的實現，在剖析的同時我們會分析設計思路，以及為什麼要這樣做，這樣做的好處是

Android應用開發之PNG、IconFont、SVG圖示資源優化詳解

1 背景 最近因為一些個人私事導致好久沒寫部落格了，多事之年總算要過去了，突然沒了動力，所以趕緊先拿個最近專案中重構的一個小知識點充下數，老題重談。 在我們App開發中大家可能都會有過如下痛疾（程式設計師和設計妹妹注意嘍）： 好多小的圖示好煩人，又佔體積

Android應用開發之PDF轉圖片功能實現

一、概述 轉眼畢業小兩年了，回想這兩年寫的程式碼，不由得想起了上學那會兒某位網際網路大牛說，搞IT這行如果你沒有寫夠十萬行程式碼，那你就還沒有入門，俺這個時候真的有點汗顏啊，此處省略十萬字。小編最近開始整理這兩年寫的程式碼，不由得首先想起了今天要寫的這個功能—

Android應用架構之Retrofit使用

網路訪問框架經過了從使用最原始的AsyncTask構建簡單的網路訪問框架（甚至不能稱為框架），後來使用開源的android-async-http庫，再到使用google釋出的volley庫，一直不懈的尋找更好的解決方案（銀彈），到現在雖然銀彈沒找到，也算找 到了一些更好的

Android應用架構之Retrofit、RxAndroid使用

     上篇部落格客http://blog.csdn.net/liuhongwei123888/article/details/50375283  已經介紹了Retrofit的簡單使用方法，接下來介紹的是在Retrofit中怎麼使用RxAndroid，如果還不瞭解RxAn