PMS安裝APP流程解析

作者：Reathin 2024-03-28 18:17:49

移動開發 Android

PMS（PackageManagerService）是 Android 包管理機制的核心，負責對包進行管理。

PMS（PackageManagerService）是Android包管理機制的核心，負責對包進行管理。

PMS安裝APP流程

獲取APK文件：在應用程序安裝之前，需要先獲取APK文件。APK文件是Android應用程序的安裝包，包含了應用程序的代碼和資源文件。
解析APK文件：PMS需要對APK文件進行解析，以獲取應用程序的信息和組件信息，例如應用程序包名、版本號、權限列表、組件列表（如Activity、Service、Receiver等）。這一步通常由PackageParser類完成。
校驗應用程序簽名：在安裝之前，PMS會校驗應用程序的簽名，以確保應用程序沒有被篡改或偽裝。簽名校驗是保證應用程序安全性的重要步驟。
安裝應用：如果校驗通過，PMS會為應用程序分配一個UID，并繼續進行安裝過程。這通常涉及文件復制、處理安裝參數等步驟。

文件復制

PackageManagerService.java#installStage安裝階段：

創建了一個InstallParams對象
創建并發送了一個INIT_COPY的Message消息。
InstallParams繼承自HandlerParams，用來記錄安裝應用的參數。

InstallParams中有一個成員變量mArgs，是一個抽象類型InstallArgs，主要是用來執行APK的復制，真正的實現類包括FileInstallArgs用來完成非ASEC應用的安裝，ASEC全稱是Android Secure External Cache，MoveInstallArgs用來完成已安裝應用的移動安裝。

void installStage(String packageName, File stagedDir, String stagedCid,
    IPackageInstallObserver2 observer, PackageInstaller.SessionParams sessionParams,
    String installerPackageName, int installerUid, UserHandle user,
    Certificate[][] certificates) {
    ...
    final Message msg = mHandler.obtainMessage(INIT_COPY);
    final int installReason = fixUpInstallReason(installerPackageName, installerUid,
        sessionParams.installReason);
    final InstallParams params = new InstallParams(origin, null, observer,
        sessionParams.installFlags, installerPackageName, sessionParams.volumeUuid,
        verificationInfo, user, sessionParams.abiOverride,
        sessionParams.grantedRuntimePermissions, certificates, installReason);
    params.setTraceMethod("installStage").setTraceCookie(System.identityHashCode(params));
    msg.obj = params;
    ...
    //發送信息拷貝INIT_COPY 信息
    mHandler.sendMessage(msg);
}

PackageManagerService.java#PackageHandler包處理：connectToService()用于檢查和復制可移動文件的服務發送MCS_BOUND信息，觸發處理第一個安裝請求。

void doHandleMessage(Message msg) {
    switch (msg.what) {
        case INIT_COPY: 
            HandlerParams params = (HandlerParams) msg.obj;
            int idx = mPendingInstalls.size();
            if (DEBUG_INSTALL) Slog.i(TAG, "init_copy idx=" + idx + ": " + params);
            //mBound用于標識是否綁定了服務，默認值為false
            if (!mBound) { 
                Trace.asyncTraceBegin(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, "bindingMCS", System.identityHashCode(mHandler));
                //connectToService里面的DefaultContainerService是用于檢查和復制可移動文件的服務
                if (!connectToService()) {  
                    Slog.e(TAG, "Failed to bind to media container service");
                    params.serviceError();
                    Trace.asyncTraceEnd(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, "bindingMCS", System.identityHashCode(mHandler));
                    if (params.traceMethod != null) {
                        Trace.asyncTraceEnd(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, params.traceMethod, params.traceCookie);
                    }
                    //綁定服務失敗則return
                    return;
                } else { 
                    //綁定服務成功，將請求添加到ArrayList類型的mPendingInstalls中，等待處理
                    mPendingInstalls.add(idx, params);
                }
            } else {  
                //已經綁定服務
                mPendingInstalls.add(idx, params);
                if (idx == 0) {   //5
                    //發送MCS_BOUND類型的消息，觸發處理第一個安裝請求
                    mHandler.sendEmptyMessage(MCS_BOUND);
                }
            }
            break;
        ....
    }
}

MCS_BOUND 流程處理:

case MCS_BOUND: 
    if (mContainerService == null) {         //判斷是否已經綁定了服務
        if (!mBound) {            //綁定服務的標識位，沒有綁定成功
            Slog.e(TAG, "Cannot bind to media container service");
            for (HandlerParams params : mPendingInstalls) {
                params.serviceError();
                Trace.asyncTraceEnd(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, "queueInstall", System.identityHashCode(params));
                if (params.traceMethod != null) {
                    Trace.asyncTraceEnd(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, params.traceMethod, params.traceCookie);
                }
                return;
            }   
            //綁定失敗，清空安裝請求隊列
            mPendingInstalls.clear();
        } else {             // 綁定成功
            //繼續等待綁定服務
            Slog.w(TAG, "Waiting to connect to media container service");
        }
    } else if (mPendingInstalls.size() > 0) {        //安裝APK的隊列
        HandlerParams params = mPendingInstalls.get(0);   //安裝隊列有參數
        if (params != null) {
            Trace.asyncTraceEnd(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, "queueInstall", System.identityHashCode(params));
            Trace.traceBegin(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, "startCopy");
            if (params.startCopy()) {               //HandlerParams開始拷貝
                if (DEBUG_SD_INSTALL) Log.i(TAG, "Checking for more work or unbind...");
                    //如果APK安裝成功，刪除本次安裝請求
                    if (mPendingInstalls.size() > 0) {
                        mPendingInstalls.remove(0);
                    }
                    if (mPendingInstalls.size() == 0) {  //安裝隊列沒有參數
                        if (mBound) {            //已經綁定服務，需要發送一個解綁MCS_UNBIND的message
                            //如果沒有安裝請求了，發送解綁服務的請求
                            if (DEBUG_SD_INSTALL) Log.i(TAG, "Posting delayed MCS_UNBIND");
                                removeMessages(MCS_UNBIND);
                                Message ubmsg = obtainMessage(MCS_UNBIND);
                                sendMessageDelayed(ubmsg, 10000);
                            }
                        } else {
                            if (DEBUG_SD_INSTALL) Log.i(TAG, "Posting MCS_BOUND for next work");
                                //如果還有其他的安裝請求，接著發送MCS_BOUND消息繼續處理剩余的安裝請求       
                                mHandler.sendEmptyMessage(MCS_BOUND);
                            }
                        }
                        Trace.traceEnd(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER);
                    }else {
                        Slog.w(TAG, "Empty queue");
                    }
            break;

DefaultContainerService: 真正處理復制APP文件的類

PackageManagerService.java#HandlerParams#startCopy開始復制：

嘗試安裝次數是否超過4次，超過就移除安裝的列表數據
handleStartCopy ： //復制APK文件
handleReturnCode ： //開始安裝APK

final boolean startCopy() {
    boolean res;
    try {
        if (DEBUG_INSTALL) Slog.i(TAG, "startCopy " + mUser + ": " + this);
        //startCopy方法嘗試的次數，超過了4次，就放棄這個安裝請求
        if (++mRetries > MAX_RETRIES) {
            Slog.w(TAG, "Failed to invoke remote methods on default container service. Giving up");
            mHandler.sendEmptyMessage(MCS_GIVE_UP);  //發送放棄安裝信息
            handleServiceError();
            return false;
        } else {
            handleStartCopy();      //復制APK文件
            res = true;
        }
    } catch (RemoteException e) {
        if (DEBUG_INSTALL) Slog.i(TAG, "Posting install MCS_RECONNECT");
            mHandler.sendEmptyMessage(MCS_RECONNECT);
            res = false;
        }
        handleReturnCode();   //處理復制APK后的安裝APK邏輯
        return res;
    }
}

PackageManagerService.java#InstallParams#handleStartCopy復制apk文件：

獲取APP的部分安裝信息
獲取APP的安裝位置
InstallArgs復制APP----> FileInstallArgs復制APP---->DefaultContainerService復制APP

InstallArgs做為抽象類，FileInstallArgs和MoveInstallArgs繼承InstallArgs FileInstallArgs對data/data/包名(系統應用)，MoveInstallArgs用于處理已安裝APK的移動：

public void handleStartCopy() throws RemoteException {
    ...
    //確定APK的安裝位置。onSd：安裝到SD卡， onInt：內部存儲即Data分區，ephemeral：安裝到臨時存儲（Instant Apps安裝）            
    final boolean onSd = (installFlags & PackageManager.INSTALL_EXTERNAL) != 0;
    final boolean onInt = (installFlags & PackageManager.INSTALL_INTERNAL) != 0;
    final boolean ephemeral = (installFlags & PackageManager.INSTALL_INSTANT_APP) != 0;
    PackageInfoLite pkgLite = null;
    if (onInt && onSd) {
        // APK不能同時安裝在SD卡和Data分區
        Slog.w(TAG, "Conflicting flags specified for installing on both internal and external");
        ret = PackageManager.INSTALL_FAILED_INVALID_INSTALL_LOCATION;
        //安裝標志沖突，Instant Apps不能安裝到SD卡中
    } else if (onSd && ephemeral) {
        Slog.w(TAG,  "Conflicting flags specified for installing ephemeral on external");
        ret = PackageManager.INSTALL_FAILED_INVALID_INSTALL_LOCATION;
    } else {
        //獲取APK的少量的信息
        pkgLite = mContainerService.getMinimalPackageInfo(origin.resolvedPath, installFlags, packageAbiOverride);
        if (DEBUG_EPHEMERAL && ephemeral) {
            Slog.v(TAG, "pkgLite for install: " + pkgLite);
        }
        ...
        if (ret == PackageManager.INSTALL_SUCCEEDED) {
            //判斷安裝的位置
            int loc = pkgLite.recommendedInstallLocation;
            if (loc == PackageHelper.RECOMMEND_FAILED_INVALID_LOCATION) {
               ret = PackageManager.INSTALL_FAILED_INVALID_INSTALL_LOCATION;
            } else if (loc == PackageHelper.RECOMMEND_FAILED_ALREADY_EXISTS) {
               ret = PackageManager.INSTALL_FAILED_ALREADY_EXISTS;
            } 
            ...
        }else {
            loc = installLocationPolicy(pkgLite);     //確定APP安裝的位置
             ...
        }
    }
    //根據InstallParams創建InstallArgs對象
    final InstallArgs args = createInstallArgs(this);    InstallArgs作用時：復制和重命名APK
    mArgs = args;
    if (ret == PackageManager.INSTALL_SUCCEEDED) {
        ...
        if (!origin.existing && requiredUid != -1 && isVerificationEnabled(verifierUser.getIdentifier(), installFlags, installerUid)) {
           ...
        } else{
            ret = args.copyApk(mContainerService, true);     // InstallArgs開始復制APP
        }
    }
    mRet = ret;
}

private int doCopyApk(IMediaContainerService imcs, boolean temp) throws RemoteException {
    ...
    try {
        final boolean isEphemeral = (installFlags & PackageManager.INSTALL_INSTANT_APP) != 0;
        //創建臨時文件存儲目錄
        final File tempDir = mInstallerService.allocateStageDirLegacy(volumeUuid, isEphemeral);
        codeFile = tempDir;
        resourceFile = tempDir;
    } catch (IOException e) {
        Slog.w(TAG, "Failed to create copy file: " + e);
        return PackageManager.INSTALL_FAILED_INSUFFICIENT_STORAGE;
    }
    ...
    int ret = PackageManager.INSTALL_SUCCEEDED;
    ret = imcs.copyPackage(origin.file.getAbsolutePath(), target);
    ...
    return ret;
}

安裝APK

在安裝前檢查是否環境的可靠，如果不可靠會清除復制的APK文件。
installPackageTracedLI其內部會調用PMS的installPackageLI方法，進行APP安裝。
處理安裝后操作，如果安裝不成功，刪除掉安裝相關的目錄與文件。

final boolean startCopy() {
    ......
    handleStartCopy();  //APP文件復制拷貝
    .....
    //開始安裝APP
    handleReturnCode();
}
   
void handleReturnCode() {
    ........
    if (mArgs != null) {
        processPendingInstall(mArgs, mRet);
    }
}

private void processPendingInstall(final InstallArgs args, final int currentStatus) {
    mHandler.post(new Runnable() {
        public void run() {
            mHandler.removeCallbacks(this);
            PackageInstalledInfo res = new PackageInstalledInfo();
            res.setReturnCode(currentStatus);
            res.uid = -1;
            res.pkg = null;
            res.removedInfo = null;
            if (res.returnCode == PackageManager.INSTALL_SUCCEEDED) {
                //安裝前處理
                args.doPreInstall(res.returnCode);
                synchronized (mInstallLock) {
                    //開始安裝
                    installPackageTracedLI(args, res);
                }
                //安裝后收尾
                args.doPostInstall(res.returnCode, res.uid);
            }
            ...
        }
    });
}

責任編輯：趙寧寧來源：沐雨花飛蝶

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