Android应用程序包扫描过程源码分析

在Android服务之PackageManagerService启动源码分析中介绍了PackageManagerService服务的整个启动过程，启动过程相对来说较为简单，就是构造一个PackageManagerService对象，然后注册到ServiceManager进程中，只是PackageManagerService对象的构造过程比较复杂，任务比较繁重，在前面介绍PackageManagerService构造过程中，介绍到PackageManagerService会扫描系统指定目录下的Apk文件，本文就结合源代码详细介绍PackageManagerService对Apk的整个扫描过程。

private void scanDirLI(File dir, int flags, int scanMode, long currentTime) {
	String[] files = dir.list();
	if (files == null) {
		Log.d(TAG, "No files in app dir " + dir);
		return;
	}
	int i;
	for (i=0; i<files.length; i++) {
		File file = new File(dir, files[i]);
		//如果不是apk文件，则跳过继续扫描
		if (!isPackageFilename(files[i])) {
			continue;
		}
		//解析扫描到的apk文件
		PackageParser.Package pkg = scanPackageLI(file,
				flags|PackageParser.PARSE_MUST_BE_APK, scanMode, currentTime);
		//如果是系统分区内的无效安装包，则删除该apk文件
		if (pkg == null && (flags & PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM) == 0 &&
				mLastScanError == PackageManager.INSTALL_FAILED_INVALID_APK) {
			Slog.w(TAG, "Cleaning up failed install of " + file);
			file.delete();
		}
	}
}

该函数用于扫描指定目录下的Apk文件，函数实现比较简单，就是遍历目录下的以.apk为后缀的安装包文件，然后调用另一个scanDirLI函数来对每一个Apk文件进行解析。扫描每个Apk包括两个步骤：

首先是解析Apk中的AndroidManifest.xml文件，然后是更新每一个安装包在PackageManagerService中的设置信息。

private PackageParser.Package scanPackageLI(File scanFile,
		int parseFlags, int scanMode, long currentTime) {
	mLastScanError = PackageManager.INSTALL_SUCCEEDED;
	String scanPath = scanFile.getPath();
	parseFlags |= mDefParseFlags;
	//使用PackageParser对象来解析apk安装包
	PackageParser pp = new PackageParser(scanPath);
	pp.setSeparateProcesses(mSeparateProcesses);
	pp.setOnlyCoreApps(mOnlyCore);
	//解析当前扫描的apk文件，得到描述apk信息的PackageParser.Package对象
	final PackageParser.Package pkg = pp.parsePackage(scanFile,
			scanPath, mMetrics, parseFlags);
	if (pkg == null) {
		mLastScanError = pp.getParseError();
		return null;
	}
	// /data/app/.delrecord文件用于记录删除的安装包
	File delRecord = new File("/data/app/.delrecord");
	//如果当前apk文件位于"/system/preloadapp"目录下，并且安装包删除记录文件存在
	if(isPreloadApp(scanFile.getParent()) && delRecord.exists()){
		//如果当前apk安装包曾经安装过，但已经被删除，则直接返回该apk的描述对象
		if(isDeleteApp(pkg.packageName))return pkg;
	}

这部分内容就是对每一个Apk文件的扫描过程，使用PackageParser对象来解析每一个Apk拥有的AndroidManifest.xml文件。

	//更新系统中的安装包信息
	PackageSetting ps = null;
	PackageSetting updatedPkg;
	synchronized (mPackages) {
		//mSettings.mRenamedPackages中保存了所有安装包的名字变更，以键值对的形式保存安装包新的包名和原始包名： newName-oldName
		String oldName = mSettings.mRenamedPackages.get(pkg.packageName);
		if (pkg.mOriginalPackages != null && pkg.mOriginalPackages.contains(oldName)) {
			//mSettings.mPackages中保存了所有安装包的设置信息，以键值对的形式保存每个apk包的包名和设置：name-PackageSetting，这里通过旧包名从mSettings.mPackages中取出该apk原始的PackageSetting对象
			ps = mSettings.peekPackageLPr(oldName);
		}
		//如果没有原始包设置PackageSetting，则使用apk的当前包名来获取其对应的PackageSetting
		if (ps == null) {
			ps = mSettings.peekPackageLPr(pkg.packageName);
		}		//mSettings.mDisabledSysPackages中保存了所有已替换的安装包的设置信息，以键值对的形式保存每个apk包的包名和设置：name-PackageSetting，使用包名从mSettings.mDisabledSysPackages中取得对应的PackageSetting对象
		updatedPkg = mSettings.getDisabledSystemPkgLPr(ps != null ? ps.name : pkg.packageName);
	}
	//如果是系统安装包
	if (updatedPkg != null && (parseFlags&PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM) != 0) {
		//如果apk的路径已经更改
		if (ps != null && !ps.codePath.equals(scanFile)) {
			//判断当前apk版本号是否小于原始版本
			if (pkg.mVersionCode < ps.versionCode) {
				// 系统包已经是最新版本，且安装路径不匹配，忽略
				mLastScanError = PackageManager.INSTALL_FAILED_DUPLICATE_PACKAGE;
				return null;
			} else {
				//更新安装包到系统分区中
				synchronized (mPackages) {
					// 从PackageManagerService的安装包列表中删除该包
					mPackages.remove(ps.name);
				}
				//创建安装参数InstallArgs
				InstallArgs args = createInstallArgs(packageFlagsToInstallFlags(ps),
						ps.codePathString, ps.resourcePathString, ps.nativeLibraryPathString);
				synchronized (mInstaller) {
					//清空dex文件及安装包的挂载点
					args.cleanUpResourcesLI();
				}
				synchronized (mPackages) {
					mSettings.enableSystemPackageLPw(ps.name);
				}
			}
		}
	}
	if (updatedPkg != null) {
		parseFlags |= PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM;
	}
	//安装包校验
	if (!collectCertificatesLI(pp, ps, pkg, scanFile, parseFlags)) {
		Slog.w(TAG, "Failed verifying certificates for package:" + pkg.packageName);
		return null;
	}
	//先前安装过相同包名的apk，但现在作为系统apk来安装
	boolean shouldHideSystemApp = false;
	if (updatedPkg == null && ps != null
			&& (parseFlags & PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM_DIR) != 0 && !isSystemApp(ps)) {
		 //apk签名匹配，如果失败，清空apk文件及其数据
		if (compareSignatures(ps.signatures.mSignatures, pkg.mSignatures)
				!= PackageManager.SIGNATURE_MATCH) {
			deletePackageLI(pkg.packageName, true, 0, null, false);
			ps = null;
		} else {//签名匹配成功
			 //如果新增的系统apk版本低于先前安装的apk版本
			if (pkg.mVersionCode < ps.versionCode) {
				shouldHideSystemApp = true;
			} else {
				//更新系统apk程序，但保持应用数据不变
				InstallArgs args = createInstallArgs(packageFlagsToInstallFlags(ps),
						ps.codePathString, ps.resourcePathString, ps.nativeLibraryPathString);
				synchronized (mInstaller) {
					args.cleanUpResourcesLI();
				}
			}
		}
	}
	if (ps != null && !ps.codePath.equals(ps.resourcePath)) {
		parseFlags |= PackageParser.PARSE_FORWARD_LOCK;
	}
	String codePath = null;
	String resPath = null;
	if ((parseFlags & PackageParser.PARSE_FORWARD_LOCK) != 0) {
		if (ps != null && ps.resourcePathString != null) {
			resPath = ps.resourcePathString;
		} else {
			// Should not happen at all. Just log an error.
			Slog.e(TAG, "Resource path not set for pkg : " + pkg.packageName);
		}
	} else {
		resPath = pkg.mScanPath;
	}
	codePath = pkg.mScanPath;
	// Set application objects path explicitly.
	setApplicationInfoPaths(pkg, codePath, resPath);
	//调用另一个scanPackageLI函数
	PackageParser.Package scannedPkg = scanPackageLI(pkg, parseFlags, scanMode
			| SCAN_UPDATE_SIGNATURE, currentTime);
	if (shouldHideSystemApp) {
		synchronized (mPackages) {
			grantPermissionsLPw(pkg, true);
			mSettings.disableSystemPackageLPw(pkg.packageName);
		}
	}
	return scannedPkg;
}

这部分是Apk安装信息的更新过程。Apk文件的扫描过程就是对Apk包中的AndroidManifest文件的解析过程

public Package parsePackage(File sourceFile, String destCodePath,
		DisplayMetrics metrics, int flags) {
	mParseError = PackageManager.INSTALL_SUCCEEDED;
	mArchiveSourcePath = sourceFile.getPath();
	if (!sourceFile.isFile()) {
		Slog.w(TAG, "Skipping dir: " + mArchiveSourcePath);
		mParseError = PackageManager.INSTALL_PARSE_FAILED_NOT_APK;
		return null;
	}
	if (!isPackageFilename(sourceFile.getName())
			&& (flags&PARSE_MUST_BE_APK) != 0) {
		if ((flags&PARSE_IS_SYSTEM) == 0) {
			Slog.w(TAG, "Skipping non-package file: " + mArchiveSourcePath);
		}
		mParseError = PackageManager.INSTALL_PARSE_FAILED_NOT_APK;
		return null;
	}
	XmlResourceParser parser = null;
	AssetManager assmgr = null;
	Resources res = null;
	boolean assetError = true;
	try {
		//创建一个资源管理器对象
		assmgr = new AssetManager();
		int cookie = assmgr.addAssetPath(mArchiveSourcePath);
		if (cookie != 0) {
			res = new Resources(assmgr, metrics, null);
			assmgr.setConfiguration(0, 0, null, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
					Build.VERSION.RESOURCES_SDK_INT);
			//使用XML解析器打开AndroidManifest.xml文件
			parser = assmgr.openXmlResourceParser(cookie, ANDROID_MANIFEST_FILENAME);
			assetError = false;
		} else {
			Slog.w(TAG, "Failed adding asset path:"+mArchiveSourcePath);
		}
	} catch (Exception e) {
		Slog.w(TAG, "Unable to read AndroidManifest.xml of "
				+ mArchiveSourcePath, e);
	}
	if (assetError) {
		if (assmgr != null) assmgr.close();
		mParseError = PackageManager.INSTALL_PARSE_FAILED_BAD_MANIFEST;
		return null;
	}
	String[] errorText = new String[1];
	Package pkg = null;
	Exception errorException = null;
	try {
		//解析AndroidManifest.xml文件，得到Package对象
		pkg = parsePackage(res, parser, flags, errorText);
	} catch (Exception e) {
		errorException = e;
		mParseError = PackageManager.INSTALL_PARSE_FAILED_UNEXPECTED_EXCEPTION;
	}
	if (pkg == null) {
		if (!mOnlyCoreApps || mParseError != PackageManager.INSTALL_SUCCEEDED) {
			if (errorException != null) {
				Slog.w(TAG, mArchiveSourcePath, errorException);
			} else {
				Slog.w(TAG, mArchiveSourcePath + " (at "
						+ parser.getPositionDescription()
						+ "): " + errorText[0]);
			}
			if (mParseError == PackageManager.INSTALL_SUCCEEDED) {
				mParseError = PackageManager.INSTALL_PARSE_FAILED_MANIFEST_MALFORMED;
			}
		}
		parser.close();
		assmgr.close();
		return null;
	}
	parser.close();
	assmgr.close();
	pkg.mPath = destCodePath;
	pkg.mScanPath = mArchiveSourcePath;
	pkg.mSignatures = null;
	return pkg;
}

该函数根据Apk包路径创建一个对应的资源管理器对象AssetManager，通过该对象来访问Apk包中的资源信息，包括AndroidManifest.xml文件。

parser = assmgr.openXmlResourceParser(cookie, ANDROID_MANIFEST_FILENAME);

通过资源管理器对象打开AndroidManifest.xml文件并且得到XML解析器。接着调用parsePackage函数开始解析AndroidManifest文件。在了解整个解析过程前，先认识一下Android定义的一些用于管理Apk信息的数据结构。

Package用于描述一个Apk的信息，一个Apk应用程序可能包括一系列的Activity，Service，Provider等组件，在Package中同样定义了对应的数据结构来保存这些组件信息。

这里不在沾上整个解析过程的源代码，只介绍解析过程使用的方法及数据结构。在

frameworks/base/core/res/res/values/attrs_manifest.xml文件中定义了AndroidManifest文件中的各个标签或属性

通过遍历AndroidManifest文件，并匹配对应的标签来读取指定标签的属性值，各个标签属性读取方式如下：

TypedArray sa = res.obtainAttributes(attrs,com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest);
pkg.mVersionCode = sa.getInteger(com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest_versionCode, 0);
pkg.mVersionName = sa.getNonConfigurationString(com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest_versionName, 0);

res是Resources对象，通过Resources对象的obtainAttributes方法来读取指定标签的属性内容，比如这里读取AndroidManifest标签的属性

最后根据属性名称从TypedArray中读取对应属性值，各个标签下的属性名称在frameworks/base/core/res/res/values/attrs_manifest.xml文件已经定义。下表为各个标签对应的解析函数:

application

parseApplication()

activity

parseActivity()

intent-filter	parseIntent()
meta-data	parseMetaData()

receiver

parseActivity()

service

parseService()

provider

parseProvider()

activity-alias

parseActivityAlias()

meta-data

parseMetaData()

uses-library

parseApplication()

uses-package

parseApplication()

permission-group

parsePermissionGroup()

permission

parsePermission()

permission-tree

parsePermissionTree()

uses-permission

parsePackage()

uses-configuration

parsePackage()

uses-feature

parsePackage()

uses-sdk

parsePackage()

supports-screens

parsePackage()

protected-broadcast

parsePackage()

instrumentation

parseInstrumentation()

original-package

parsePackage()

adopt-permissions

parsePackage()

uses-gl-texture

parsePackage()

compatible-screens

parsePackage()

eat-comment

parsePackage()

在Package类中为每个标签定义了对应的数据结构来保存数据信息，解析XML的目的就是读取AndroidManifest文件中的内容到Package对象中。

Package成员	定义的属性	XML中的标签
mVersionCode	AndroidManifest versionCode versionName sharedUserId sharedUserLabel installLocation	manifest
mVersionName
mSharedUserId
mSharedUserLabel
installLocation
applicationInfo	AndroidManifestApplication	application
创建PermissionGroup对象并将信息保存该对象的成员Info中，同时将创建的PermissionGroup对象添加到permissionGroups中	AndroidManifestPermissionGroup	permission-group
创建Permission对象并将信息保存该对象的成员Info中，同时将创建的Permission对象添加到permissions中	AndroidManifestPermission	permission
创建Permission对象并将信息保存该对象的成员Info中，同时将创建的Permission对象添加到permissions中	AndroidManifestPermissionTree	permission-tree
requestedPermissions 保存权限名称	AndroidManifestUsesPermission	uses-permission
requestedPermissionsRequired
创建ConfigurationInfo对象，并将信息保存到该对象中，同时将该对象添加到configPreferences中	AndroidManifestUsesConfiguration	uses-configuration
创建FeatureInfo对象，并将信息保存到该对象中，同时将该对象添加到reqFeatures中	AndroidManifestUsesFeature	uses-feature
applicationInfo.targetSdkVersion	AndroidManifestUsesSdk	uses-sdk
applicationInfo	AndroidManifestSupportsScreens	supports-screens
protectedBroadcasts	AndroidManifestProtectedBroadcast	protected-broadcast
instrumentation	AndroidManifestInstrumentation	instrumentation
mOriginalPackages	AndroidManifestOriginalPackage	original-package
mAdoptPermissions	AndroidManifestOriginalPackage	adopt-permissions
mAppMetaData	AndroidManifestMetaData	meta-data
usesLibraries usesOptionalLibraries	AndroidManifestUsesLibrary	uses-library
activities	AndroidManifestActivityAlias	activity-alias
AndroidManifestActivity	activity
receivers	AndroidManifestActivity	receiver
services	AndroidManifestService	service
providers		provider