摘要：类名描述用于向应用程序进程提供一些功能，最终的功能是由来实现的一个的接口，用于和进行进程间通信用于权限动态检测在中被引入提供安装升级和删除应用程序功能用于多用户管理注释处的方法如下所示。
前
言
包管理机制是Android中的重要机制，是应用开发和系统开发需要掌握的知识点之一。
包指的是Apk、jar和so文件等等，它们被加载到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。包管理机制由许多类一起组成，其中核心为PackageManagerService（PMS）,它负责对包进行管理，如果直接讲PMS会比较难以理解，因此我们需要一个切入点，这个切入点就是常见的APK的安装。
讲到APK的安装之前，先了解下PackageManager、APK文件结构和安装方式。
1.PackageManager简介
与ActivityManager和AMS的关系类似，PMS也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，它的具体实现类为ApplicationPackageManager，ApplicationPackageManager中的方法会通过IPackageManager与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，这么设计的主要用意是为了避免系统服务PMS直接被访问。PackageManager提供了一些功能，主要有以下几点：
- 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.
2.APK文件结构和安装方式
APK是AndroidPackage的缩写，即Android安装包，它实际上是zip格式的压缩文件，一般情况下，解压后的文件结构如下表所示。
| 目录/文件 | 描述 |
|---|
| assert |
存放的原生资源文件,通过AssetManager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。 |
| 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的安装场景主要有以下几种：
- 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。
- 系统应用安装
- 应用商店自动安装
这4种方式最终都会调用PMS的scanPackageDirtyLI方法用来解析包，在此之前的调用链是不同的，本篇文章会介绍第二种方式，对于用户来说，这是最常用的安装方式；对于开发者来说，这是调用链比较长的安装方式，能学到的更多。其他的安装场景会在本系列的后续文章进行讲解。
3.寻找PackageInstaller入口
在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);
View Code
但是Android7.0或更高版本再这么做，就会报FileUriExposedException异常。这是因为StrictMode API 政策禁止应用程序将file:// Uri暴露给另一个应用程序，如果包含file:// Uri的 intent 离开你的应用，就会报FileUriExposedException 异常。为了解决这个问题，谷歌提供了FileProvider，FileProvider继承自ContentProvider ，使用它可以将file://Uri替换为content://Uri，具体怎么使用FileProvider并不是本文的重点，只要知道无论是Android7.0之前还是Android7.0以及更高版本，都会调用如下代码：
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
intent.setDataAndType(xxxxx, "application/vnd.android.package-archive");
View Code
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。
能隐式匹配的Activity为InstallStart，需要注意的是，这里分析的源码基于Android8.0，7.0能隐式匹配的Activity为PackageInstallerActivity。
packages/apps/PackageInstaller/AndroidManifest.xml
...
View Code
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，并调用它的onCreate方法：
packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/InstallStart.java
@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();
}
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注释1处判断Intent的Action是否为CONFIRM_PERMISSIONS，根据本文的应用情景显然不是，接着往下看，注释2处判断packageUri 是否为空也不成立，注释3处，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。本文的应用情景中，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方法如下所示。
packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/InstallStaging.java
@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
}
}
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注释1处如果File类型的mStagedFile 为null，则创建mStagedFile ，mStagedFile用于存储临时数据。 注释2处启动StagingAsyncTask，并传入了content协议的Uri，如下所示。
packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/InstallStaging.java
private final class StagingAsyncTask extends AsyncTask {
@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();
}
}
}
}
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doInBackground方法中将packageUri（content协议的Uri）的内容写入到mStagedFile中，如果写入成功，onPostExecute方法中会跳转到PackageInstallerActivity中，并将mStagedFile传进去。绕了一圈又回到了PackageInstallerActivity，这里可以看出InstallStaging主要起了转换的作用，将content协议的Uri转换为File协议，然后跳转到PackageInstallerActivity，这样就可以像此前版本（Android7.0之前）一样启动安装流程了。
4.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。
packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/PackageInstallerActivity.java
@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
}
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首先初始话安装所需要的各种对象，比如PackageManager、IPackageManager、AppOpsManager和UserManager等等，它们的描述如下表所示。
| 类名 | 描述 |
|---|
| PackageManager |
用于向应用程序进程提供一些功能，最终的功能是由PMS来实现的 |
| IPackageManager |
一个AIDL的接口，用于和PMS进行进程间通信 |
| AppOpsManager |
用于权限动态检测,在Android4.3中被引入 |
| 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处的processPackageUri方法如下所示。
packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/PackageInstallerActivity.java
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;
}
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首先在注释1处得到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return false。我们主要来看file协议的处理，注释1处根据packageUri创建一个新的File。注释2处的内部会用PackageParser的parsePackage方法解析这个File（这个File其实是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处会将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方法的注释2处，checkIfAllowedAndInitiateInstall方法如下所示。
packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/PackageInstallerActivity.java
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
}
}
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注释1处判断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，就调用注释2处的initiateInstall方法来初始化安装。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，否则就调用注释3处的handleUnknownSources方法来处理未知来源的APK。注释2处的initiateInstall方法如下所示。
packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/PackageInstallerActivity.java
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
}
View Code
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。
packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/PackageInstallerActivity.java
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
}
}
...
}
View Code
startInstallConfirm方法中首先初始化安装确认界面，就是我们平常安装APK时出现的界面，界面上有确认和取消按钮并会列出安装该APK需要访问的系统权限。需要注意的是，不同厂商定制的Android系统会有不同的安装确认界面。
注释1处会创建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处调用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。
5.总结
现在来总结下PackageInstaller初始化的过程：
- 根据Uri的Scheme协议不同，跳转到不同的界面，content协议跳转到InstallStart，其他的跳转到PackageInstallerActivity。本文应用场景中，如果是Android7.0以及更高版本会跳转到InstallStart。
- 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PackageInfo。
- 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判断得出该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。
PackageInstaller的初始化就讲到这，关于PackageInstaller的安装APK的过程会在本系列的下一篇文章进行讲解。
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