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Android包管理机制(一) PackageInstaller的初始化

时间:2019-09-02 00:42:09来源:IT技术作者:seo实验室小编阅读:55次「手机版」
 

packageinstaller

前言

包管理机制是Android的重要机制,是应用开发系统开发需要掌握的知识点之一。

包指Apk、jar、so文件等等,他们被加载到Android内存中,由一个包转变成可执行的代码,这就需要一个机制来进行包的加载,解析,管理等操作,这就是包管理机制。

包管理机制的核心类是PackageManagerService(PMS),他负责对包进行管理。

本节内容讲解APK安装前的PackageManager,APK文件结构和安装方式。

一 PackageManager简介

PMS有一个对应的管理类PackageManager,用于向应用程序进程提供一些功能。

PackageManager是一个抽象类,具体实现类APPlicationPackageManager,ApplicationPackageManager中的方法会通过IPackageManager与PMS(博客写的是AMS)进行进程间通信,因此PackageManager所提供的功能最终是由PMS来实现的,如此设计的目的是避免系统服务PMS直接被访问。

PackageManager提供了一些功能:

  • 获取一个应用程序的所有信息(ApplicationInfo)
  • 获取四大组件的信息
  • 查询permission相关信息
  • 获取包的信息
  • 安装,卸载APK

二 APK文件结构和安装方式

APK: AndroidPackage的缩写,即Android安装包;他是zip格式的压缩文件,解压后目录:

目录/文件 描述
assert 存放的原生资源文件,通过AssertManager类访问
lib 存放库文件
META-INF 保存应用的签名信息,签名信息可以验证APK文件的完整性
res 存放资源文件,res中除了raw子目录,其他的子目录都参与编译,这些子目录下的资源是通过编译出的R类在代码中访问的
Androidmanifest.xml 用来声明应用程序的包名称,版本,组件和权限等数据,apk中的AndroidManifest.xml经过压缩,可以通过AXMLprinter2工具解开
classes.dex java源码编译后生成的Java字节码文件
resources.arsc 编译后的二进制资源文件

APK的安装方式主要由两种:

  • 通过adb命令安装:adb 命令包括adb push/install
  • 通过系统安装器packageinstaller进行安装:packageinstaller是系统内置的应用程序,用于安装和卸载应用程序。

两种方式最终都会调用PMS的scanPackageDirtyLI方法用来解析包,再这之前的调用链不同 

三 PackageInstaller入口

Android7.0之前,我们可以通过如下代码安装指定路径中的APK

intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
intent.addFlags(Intent.flag_activity_new_task);
intent.setDataAndType(Uri.parse("file://" + path),"application/vnd.android.package-archive");
context.startActivity(intent);

ndroid7.0之后,会报异常:FileUriExposeException,产生异常的原因是因为StrictMode API政策禁止应用程序将file:// Uri暴露给另一个应用程序,

解决方案:Google提供了FileProvider,它继承自contentprovider,使用它可以将file://Uri替换称为content://Uri;

但是不论Android7.0之前还是7.0以及更好版本,都会调用如下代码

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
intent.setDataAndType(xxxxx, "application/vnd.android.package-archive");

Intent的Action属性为ACTION_VIEW,Type属性指定intent的数据类型为application/vnd.android.package-archive,能够隐式匹配的Activity为InstallStart,(注意:此处分析源码基于Android8.0,Android7.0能隐式匹配的Activity为PackageInstallerActivity)

<activity android:name=".InstallStart"
                android:exported="true"
                android:excludeFromrecents="true">
            <intent-filter android:priority="1">
                <action android:name="android.intent.action.VIEW" />
                <action android:name="android.intent.action.INSTALL_PACKAGE" />
                <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
                <data android:scheme="file" />
                <data android:scheme="content" />
                <data android:mimeType="application/vnd.android.package-archive" />
            </intent-filter>
         ...
        </activity>

InstallStart是PackageInstaller中的入口Activity,其中PackageInstaller是系统内置的应用程序,用于安装和卸载应用,当我们调用PackageInstaller来安装应用时会跳转到InstallStart,并且调用它的onCreate方法

@Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedinstanceState) {
           if (PackageInstaller.ACTION_CONFIRM_PERMISSIONS.equals(intent.getAction())) {//1
            nextActivity.setClass(this, PackageInstallerActivity.class);
        } else {
            Uri packageUri = intent.getData();
            if (packageUri == null) {//2
                Intent result = new Intent();
                result.putExtra(Intent.EXTRA_INSTALL_RESULT,
                        PackageManager.INSTALL_FaiLED_INvalid_URI);
                setResult(RESULT_FIRST_USER, result);
                nextActivity = null;
            } else {
                if (packageUri.getScheme().equals(SCHEME_CONTENT)) {//3
                    nextActivity.setClass(this, InstallStaging.class);
                } else {
                    nextActivity.setClass(this, PackageInstallerActivity.class);
                }
            }
        }
        if (nextActivity != null) {
            startActivity(nextActivity);
        }
        finish();
    }

注释1:判断Intent的Action是否为CONFIRM_PERMISSIONS,根据本文的应用情景显然不成立;

注释2:判断packageUri是否为空也不成立;

注释3:判断Uri的Scheme协议是否是content,如果是就跳转到InstallStaging,如果不是就跳转到PackageInstallerActivity,本文应用情景中,Android7.0以及更高版本我们会使用FileProvider来处理URI,FileProvider会隐藏共享文件的真实路径,将路径转换成content://Uri路径,这样就会跳转到InstallStaging

InstallStaging的onResume方法如下:

@Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        if (mStagingTask == null) {
            if (mStagedFile == null) {
                try {
                    mStagedFile = TemporaryFileManager.getStagedFile(this);//1
                } catch (IOException e) {
                    showERROR();
                    return;
                }
            }
            mStagingTask = new StagingAsyncTask();
            mStagingTask.execute(getIntent().getData());//2
        }
    }

注释1:如果File类型的mStagedFile为null,则创建mStagedFile,mStagedFile用于存临时数据。

注释2:启动StagingAsyncTask,并传入content协议的Uri,如下所示:

private final class StagingAsyncTask extends AsyncTask<Uri, Void, Boolean> {
        @Override
        protected Boolean doInBackground(Uri... params) {
            if (params == null || params.length <= 0) {
                return false;
            }
            Uri packageUri = params[0];
            try (InputStream in = getContentresolver().openInputStream(packageUri)) {
                if (in == null) {
                    return false;
                }
                try (outputstream out = new FileOutputStream(mStagedFile)) {
                    byte[] buffer = new byte[4096];
                    int bytesRead;
                    while ((bytesRead = in.read(buffer)) >= 0) {
                        if (isCancelled()) {
                            return false;
                        }
                        out.write(buffer, 0, bytesRead);
                    }
                }
            } catch (IOException | SecurityException e) {
                Log.w(LOG_TAG, "Error staging apk from content URI", e);
                return false;
            }
            return true;
        }
        @Override
        protected void onPostExecute(Boolean success) {
            if (success) {
                Intent installIntent = new Intent(getIntent());
                installIntent.setClass(InstallStaging.this, PackageInstallerActivity.class);
                installIntent.setData(Uri.fromFile(mStagedFile));
                installIntent
                        .setFlags(installIntent.getFlags() & ~Intent.FLAG_ACTIVITY_FORWARD_RESULT);
                installIntent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NO_ANIMATION);
                startActivityForResult(installIntent, 0);
            } else {
                showError();
            }
        }
    }
}

doInBackground方法中将packageUri(content协议Uri)的内容写入到mStagedFile中,如果写入成功,onPostExecute方法会跳转到PackageInstallerActivity中,并将mStagedFile传进去,InstallStaging主要起转换作用,将content协议的Uri转换为File协议,然后跳转到PackageInstallerActivity,就像Android7.0之前一样启动安装流程了.

四 PackageInstallerActivity解析

从功能上来说,PackageInstallerActivity才是应用安装器PackageInstaller真正的入口Activity,PackageInstallerActivity的onCreate方法如下所示:

@Override
    protected void onCreate(Bundle icicle) {
        super.onCreate(icicle);
        if (icicle != null) {
            mAllowUnknownSources = icicle.getBoolean(ALLOW_UNKNOWN_SOURCES_KEY);
        }
        mPm = getPackageManager();
        mIpm = AppGlobals.getPackageManager();
        mAppOpsManager = (AppOpsManager) getSystemService(Context.APP_OPS_SERVICE);
        mInstaller = mPm.getPackageInstaller();
        mUserManager = (UserManager) getSystemService(Context.USER_SERVICE);
        ...
        //根据Uri的Scheme进行预处理
        boolean wasSetUp = processPackageUri(packageUri);//1
        if (!wasSetUp) {
            return;
        }
        bindUi(R.layout.install_confirm, false);
        //判断是否是未知来源的应用,如果开启允许安装未知来源选项则直接初始化安装
        checkIfAllowedAndInitiateInstall();//2
    }

首先初始化安装所需的各种对象,他们的描述如下:

类名 描述
PackageManager 用于向应用程序进程提供一些功能,最终的功能由PMS来完成
IPackageManager 一个AIDL接口,用于和PMS进程间通信
AppOpsManager 用于权限动态检测,在Android4.3中被引用
PackageInstaller 提供安装,升级和删除应用程序功能
UserManager 用于多用户管理

注释1:processPackageUri方法如下所示:

private boolean processPackageUri(final Uri packageUri) {
        mPackageURI = packageUri;
        final String scheme = packageUri.getScheme();//1
        switch (scheme) {
            case SCHEME_PACKAGE: {
                try {
                 ...
            } break;
            case SCHEME_FILE: {
                File sourceFile = new File(packageUri.getPath());//1
                //得到sourceFile的包信息
                Packageparser.Package parsed = PackageUtil.getPackageInfo(this, sourceFile);//2
                if (parsed == null) {
                    Log.w(TAG, "parse error when parsing manifest. Discontinuing installation");
                    showDialogInner(DLG_PACKAGE_ERROR);
                    setPmResult(PackageManager.INSTALL_failed_INVALID_APK);
                    return false;
                }
                //对parsed进行进一步处理得到包信息PackageInfo
                mPkgInfo = PackageParser.generatePackageInfo(parsed, null,
                        PackageManager.GET_PERMISSIONS, 0, 0, null,
                        new PackageUserState());//3
                mAppSnippet = PackageUtil.getAppSnippet(this, mPkgInfo.applicationInfo, sourceFile);
            } break;
            default: {
                Log.w(TAG, "Unsupported scheme " + scheme);
                setPmResult(PackageManager.INSTALL_FAILED_INVALID_URI);
                finish();
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

注释1:得到packageUri的Scheme协议,接着根据这个Scheme协议分别对package协议和file协议进行处理,如果不是这两个协议就会关闭PackageInstallerActivity并且返回false,注释1处根据packageUri创建一个新的File,

注释2:内部会调用PackageParser的parsePackage方法解析这个File(实际是APK文件),得到APK的包信息Package,Package包含了该APK的所有信息;

注释3:会将Package根据uid,用户状态信息和PackageManager的配置等变量对包信息Package做进一步处理得到PackageInfo

回到PackageInstallerActivity的onCreate方法注释2,checkIfAllowedAndInitiateInstall方法如下所示

private void checkIfAllowedAndInitiateInstall() {
        //判断如果允许安装未知来源或者根据Intent判断得出该APK不是未知来源
        if (mAllowUnknownSources || !isInstallrequestFromUnknownSource(getIntent())) {//1
            //初始化安装
            initiateInstall();//2
            return;
        }
        // 如果管理员限制来自未知源的安装, 就弹出提示Dialog或者跳转到设置界面
        if (isUnknownSourcesDisallowed()) {
            if ((mUserManager.getUserrestrictionSource(UserManager.DISALLOW_INSTALL_UNKNOWN_SOURCES,
                    Process.myUserhandle()) & UserManager.RESTRICTION_SOURCE_SYSTEM) != 0) {    
                showDialogInner(DLG_UNKNOWN_SOURCES_RESTRICTED_FOR_USER);
                return;
            } else {
                startActivity(new Intent(settings.ACTION_SHOW_ADMIN_SUPPORT_DETAILS));
                finish();
            }
        } else {
            handleUnknownSources();//3
        }
    }

注释1:判断允许安装未知来源或根据intent判断的出该APK不是未知来源,调用注释2处的initiateInstall方法来初始化安装。如果管理员限制未知来源的安装,弹出提示对话框 或者跳转至设置页面,否则调用注释3处的handleUnknownSources方法来处理未知来源的APK,注释2方法:

private void initiateInstall() {
        String pkgName = mPkgInfo.packageName;//1
        String[] oldName = mPm.canonicalToCurrentPackageNames(new String[] { pkgName });
        if (oldName != null && oldName.length > 0 && oldName[0] != null) {
            pkgName = oldName[0];
            mPkgInfo.packageName = pkgName;
            mPkgInfo.applicationInfo.packageName = pkgName;
        }
        try {
            //根据包名获取应用程序信息
            mAppInfo = mPm.getApplicationInfo(pkgName,
                    PackageManager.MATCH_UNINSTALLED_PACKAGES);//2
            if ((mAppInfo.flags&ApplicationInfo.FLAG_INSTALLED) == 0) {
                mAppInfo = null;
            }
        } catch (NamenotfoundException e) {
            mAppInfo = null;
        }
        //初始化安装确认界面
        startInstallConfirm();//3
    }

注释1处得到包名,注释2处根据包名获取获取应用程序信息ApplicationInfo。注释3处的startInstallConfirm方法如下所示:

private void startInstallConfirm() {
       //省略初始化界面代码
        ...
        AppSecurityPermissions perms = new AppSecurityPermissions(this, mPkgInfo);//1
        final int N = perms.getPermissionCount(AppSecurityPermissions.WHICH_ALL);
        if (mAppInfo != null) {
            msg = (mAppInfo.flags & ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM) != 0
                    ? R.string.install_confirm_question_update_system
                    : R.string.install_confirm_question_update;
            mscrollView = new CaffeinatedScrollView(this);
            mScrollView.setFillViewport(true);
            boolean newPermissionsFound = false;
            if (!supportsruntimePermissions) {
                newPermissionsFound =
                        (perms.getPermissionCount(AppSecurityPermissions.WHICH_NEW) > 0);
                if (newPermissionsFound) {
                    permVisible = true;
                    mScrollView.addView(perms.getPermissionsView(
                            AppSecurityPermissions.WHICH_NEW));//2
                }
            }
        ...
    }

startInstallConfirm方法中首先初始化安装确认界面,

注释1:会创建AppSecurityPermissions,它会提取出APK中权限信息并展示出来,这个负责展示的View是AppSecurityPermissions的内部类PermissionItemView。

注释2:调用AppSecurityPermissions的getPermissionsView方法来获取PermissionItemView,并将PermissionItemView添加到CaffeinatedScrollView中,这样安装该APK需要访问的系统权限就可以全部的展示出来了,PackageInstaller的初始化工作就完成了。 

五 总结

PakcageInstaller初始化过程:

  • 根据Uri的Scheme协议不同,跳转到不同的界面,content协议跳转到InstalllStart,其他跳转到PackageInstallerActivity;
  • InstallStart将content协议的Uri转换为File协议,然后跳转到PackageInstallerActivity;
  • PackageInstallerActivity会分别对package协议和file协议的Uri进行处理,如果是file协议会解析APK文件得到包信息PakcageInfo
  • PackageInstallerActivity中会对未知来源进行处理,如果允许安装未知来源或者根据Intent判断的出该APK不是未知来源,就会初始化安装确认界面,如果管理员限制来自未知源的安装, 就弹出提示Dialog或者跳转到设置界面。

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