深入Android系统（十）PMS-1-服务初始化

最新推荐文章于 2025-04-24 15:29:05 发布

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#android #PackageManager #installer #packages.xml #PackageSettings

本文详细解析了Android系统PackageManagerService（PMS）的初始化过程，包括构造方法、重要成员变量、设置、系统应用扫描、数据扫描、权限处理等步骤。通过对PMS的深入理解，有助于更好地掌握Android应用的管理和运行机制。

导读

当PMS笔记大小写到106kb时，就知大事不妙，导读叒叒叒来了

不得已，将原本计划一篇结束的文章分为了如下三部分：

前两篇主要梳理了PMS初始化的流程和初始化的一些细节；最后一篇对应用的安装过程进行了简单梳理。

有没有注意梳理字眼，关于想要深入全面学习PMS的同学只能非常抱歉，本系列文章也仅仅是起到的主要流程的梳理作用。

我们先从整体上掌握，等后面遇到相关需求再来仔细研究吧（这波安慰很及时。。。。）

整个模块学习下来，简单对PackageManagerService吐槽一下：

PMS中涉及的类比较多，真正掌握需要一番时间和精力
- 相关的类像：Package相关、Session相关、Settings等等
阅读PMS的方法有点拆俄罗斯套娃的感觉，一层又一层。。。。
业务逻辑复杂，几乎每个方法的执行会夹杂着各种权限和用户的逻辑判断

有了上面的预期，欢迎来到PackageManagerService的世界

了解`PackageManagerService`

类PackageManagerService代码行数在24000行。。。。。

Android的应用管理主要是通过PackageManagerService来完成的。PackageManagerService负责各种APK包的安装、卸载、优化和查询。

Android中的应用可以简单分为两大类：系统应用和普通应用：

系统应用是指位于/system/app和/system/priv-app目录下的应用
- /system/priv-app是从Android 4.4开始出现的目录，存放的是一些系统底层的应用，如：Settings、SystemUI等
- /system/app存放的则是一些系统级的应用，如Calendar、Contacts等
普通应用是用户安装的应用，位于目录/data/app下

PackageManagerService在启动时会扫描所有APK文件和Jar包，然后把它们的信息读取到内存中，这样系统在运行时就能迅速找到各种应用和组件信息。

扫描过程如果遇到没有优化的文件，还要执行优化操作。

从Android 5.0开始引入了ART，ART 使用预先 (AOT) 编译，并且从 Android 7.0开始结合使用 AOT、即时 (JIT) 编译和配置文件引导型编译来优化应用的启动和执行效率

不着急直接分析源代码，我们先从使用的角度简单了解下

在应用中，如果要使用PackageManagerService服务，通常是调用Context的getPackageManager()方法，内容如下：

    public PackageManager getPackageManager() {
   
   
        if (mPackageManager != null) {
   
   
            return mPackageManager;
        }
        IPackageManager pm = ActivityThread.getPackageManager();
        if (pm != null) {
   
   
            // Doesn't matter if we make more than one instance.
            return (mPackageManager = new ApplicationPackageManager(this, pm));
        }

        return null;
    }

调用到了ActivityThread.getPackageManager()的方法：

    public static IPackageManager getPackageManager() {
   
   
        if (sPackageManager != null) {
   
   
            return sPackageManager;
        }
        IBinder b = ServiceManager.getService("package");
        sPackageManager = IPackageManager.Stub.asInterface(b);
        return sPackageManager;
    }

从这两个getPackageManager()方法的代码中可以看到：

返回的是ApplicationPackageManager对象，这个对象创建时使用了IPackageManager对象作为参数
- IPackageManager对象是PackageManagerService的Binder代理对象
ApplicationPackageManager继承自PackageManager，在PackageManager中定义了应用可以访问PackageManagerService的所有接口

PackageManager关系图如下：

而对于PackageManagerService类来说，有两个重要成员变量：

mInstallerService：类PackageInstallerService的实例对象。Android通过PackageInstallerService来管理应用的安装过程。
- PackageInstallerService也是一个Binder服务，对应的代理对象是PackageInstaller
mInstaller：类Installer的实例对象。类结构相对简单，有一个IInstalld mInstalld变量，通过Binder调用来和installd进程通信
- 实际上系统中进行apk文件格式转换、建立数据目录等工作最后都是由installd进程来完成的

上述这几个对象之间的关系图如下：

`Settings`类和`packages.xml`

在开始分析PackageManagerService前，我们要先看下Settings类，这个类用来保存和PackageManagerService相关的一些设置，它保存的内容在解析应用时会用到。

先看看com.android.server.pm.Settings类的构造方法：

    Settings(File dataDir, PermissionSettings permission, Object lock) {
   
   
        // 省略权限相关的处理
        ......
        // 在data目录下创建system目录
        mSystemDir = new File(dataDir, "system");
        mSystemDir.mkdirs();
        // 设置目录的属性为0775
        FileUtils.setPermissions(mSystemDir.toString(),
                FileUtils.S_IRWXU|FileUtils.S_IRWXG
                |FileUtils.S_IROTH|FileUtils.S_IXOTH,
                -1, -1);
        mSettingsFilename = new File(mSystemDir, "packages.xml");
        mBackupSettingsFilename = new File(mSystemDir, "packages-backup.xml");
        mPackageListFilename = new File(mSystemDir, "packages.list");
        FileUtils.setPermissions(mPackageListFilename, 0640, SYSTEM_UID, PACKAGE_INFO_GID);
        ......
        // Deprecated: Needed for migration
        mStoppedPackagesFilename = new File(mSystemDir, "packages-stopped.xml");
        mBackupStoppedPackagesFilename = new File(mSystemDir, "packages-stopped-backup.xml");
    }

Settings类的构造方法会在/data目录下创建system目录用来保存一些系统配置文件。创建了5个位于目录/data/system的File对象：

packages.xml：记录系统中所有安装的应用信息，包括基本信息、签名和权限。
packages-backup.xml：packages.xml文件的备份
packages.list：保存普通应用的数据目录和uid等信息
packages-stopped.xml：记录系统中被强制停止运行的应用信息。系统在强制停止某个应用时，会将应用的信息记录到文件中
packages-stopped-backup.xml：packages-stopped.xml文件的备份

packages-backup.xml和packages-stopped-backup.xml是备份文件。关于备份文件的逻辑是：

当Android对文件packages.xml和packages-stopped.xml写之前，会把他们备份
如果文件写成功了，再把备份文件删除掉
如果写的时候系统出了问题，重启后再需要读取这两个文件时，如果发现备份文件存在，会使用备份文件的内容，因为原文件可能已经损坏了。

packages.xml是PackageManagerService启动时需要用到的文件，我们先看看文件的格式：

    <package name="com.android.providers.telephony" codePath="/system/priv-app/TelephonyProvider" nativeLibraryPath="/system/priv-app/TelephonyProvider/lib" publicFlags="1007402501" privateFlags="8" ft="11e8dc5d800" it="11e8dc5d800" ut="11e8dc5d800" version="28" sharedUserId="1001" isOrphaned="true">
        <sigs count="1" schemeVersion="3">
            <cert index="0" />
        </sigs>
        <perms>
            <item name="android.permission.USE_RESERVED_DISK" granted="true" flags="0" />
            <item name="android.permission.INTERACT_ACROSS_USERS_FULL" granted="true" flags="0" />
            <item name="android.permission.INTERACT_ACROSS_USERS" granted="true" flags="0" />
            <item name="android.permission.MODIFY_PHONE_STATE" granted="true" flags="0" />
        </perms>
        <proper-signing-keyset identifier="1" />
    </package>

上面是文件中的一个<package/>标签，表示一个应用的基本信息、签名和声明的权限，从内容来看基本都是解析AndroidManifest.xml的内容。

我们看下主要属性和标签：

name表示应用的包名
codePath表示apk文件的位置
nativeLibraryPath表示应用的native库的储存路径
it表示应用安装时间
ut表示最后一次修改的时间
version表示应用的版本号
sharedUserId表示应用用来共享的用户ID
userId表示应用所属的用户ID
<sign/>表示应用的签名
- 属性count表示标签中包含有多少个证书
- 标签<cert/>表示具体证书的值
<perms/>表示应用声明使用的权限
- 每个子标签<item/>代表一项权限

除了<package/>标签，packages.xml中还可能存在一下标签：

<updated-package/>：记录系统应用升级的情况。当安装了一个包名相同、版本号更高的应用后，Android 会通过此标签记录被覆盖的系统应用的信息。
<renamed-package/>：记录变更应用包名的情况。
- 应用的包名通常是在AndroidManifest.xml中使用属性package来指定，同时在AndroidManifest.xml中还可以用<original-package>来指定原始包名，对于这种情况：
  - 当设备上存在低版本且包名与原始包名相同的应用时，会升级覆盖原始应用。
  - 最后运行的是新安装的应用，但是运行时应用的包名还是原始的包名。Android会通过<renamed-package/>标签来记录这种改名的情况。
<cleaning-package/>：用来记录那些已经删除，但是数据目录还暂时保留的应用的信息

对于<package/>和<updated-package/>标签，解析后的数据将保存在PackageSetting的对象中。PackageSetting类的继承关系图如下：

PackageSetting继承了PackageSettingBase类，PackageSettingBase又继承了SettingBase类
- 应用的基本信息保存在PackageSettingBase类的成员变量中
- 申明的权限保存在SettingBase的mPermissionState中
签名信息保存在SharedUserSetting类的成员变量signatures
类SharedUserSetting用来描述具有相同sharedUserId的应用信息
- 它的成员变量packages是用来保存所有具有相同sharedUserId应用对象的集合
- 这些应用的签名是相同的，因此只需要通过一个成员变量signatures保存即可

代表标签<package/>的PackageSetting对象都会保存在Settings的成员变量mPackages中，定义如下：

final ArrayMap<String, PackageSetting> mPackages = new ArrayMap<>();

代表标签<updated-package/>的PackageSetting对象都会保存在Settings的成员变量mDisabledSysPackages中，定义如下：

private final ArrayMap<String, PackageSetting> mDisabledSysPackages = new ArrayMap<String, PackageSetting>();

代表标签<cleaning-package/>的PackageSetting对象都会保存在Settings的成员变量mPackagesToBeCleaned中，定义如下：

final ArrayList<PackageCleanItem> mPackagesToBeCleaned = new ArrayList<PackageCleanItem>();

代表标签<renamed-package/>的PackageSetting对象都会保存在Settings的成员变量mRenamedPackages中，定义如下：

private final ArrayMap<String, String> mRenamedPackages = new ArrayMap<String, String>();

这四个对象在PackageManagerService中会经常遇到，为了方便后面的理解，请记一下哈

`PackageManagerService`的初始化

有了前面的铺垫，我们来看下PackageManagerService的初始化过程。

PackageManagerService是在SystemServer中初始化的，分别在startBootstrapServices()和startOtherServices()中都进行了一些处理。相关代码如下：

private void startBootstrapServices() {
   
   
    ......
    // 启动 installd，PMS依赖此服务
    Installer installer = mSystemServiceManager.startService(Installer.class);
    ......
    // 判断vold.decrypt是否被设定为加密状态
    // mOnlyCore=true表示加密状态，只能处理系统应用
    // 一般情况mOnlyCore为false
    String cryptState = SystemProperties.get("vold.decrypt");
    if (ENCRYPTING_STATE.equals(cryptState)) {
   
   
        Slog.w(TAG, "Detected encryption in progress - only parsing core apps");
        mOnlyCore = true;
    } else if (ENCRYPTED_STATE.equals(cryptState)) {
   
   
        Slog.w(TAG, "Device encrypted - only parsing core apps");
        mOnlyCore = true;
    }
    // 调用main()初始化PMS
    mPackageManagerService = PackageManagerService.main(mSystemContext, installer, mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_OFF, mOnlyCore);
    mFirstBoot = mPackageManagerService