摘要：PackageManagerService是Android系统核心服务之一，在Android中的非常重要，主要负责APK、jar包等的管理。

阅读本文大约需要花费50分钟。

文章的内容主要还是从源码进行分析，虽然又臭又长，但是如果想要学习Android系统源码，这是必要走的路,没有捷径。

相对于碎片学习，我更倾向于静下心来花费1个小时认真的学习一段内容。

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[Android取经之路] 的源码都基于Android-Q（10.0） 进行分析

[Android取经之路] 系列文章：

《系统启动篇》

1. Android系统架构
2. Android是怎么启动的
3. Android 10.0系统启动之init进程
4. Android10.0系统启动之Zygote进程
5. Android 10.0 系统启动之SystemServer进程
6. Android 10.0 系统服务之ActivityMnagerService
7. Android10.0系统启动之Launcher(桌面)启动流程
8. Android10.0应用进程创建过程以及Zygote的fork流程
9. Android 10.0 PackageManagerService（一）工作原理及启动流程
10. Android 10.0 PackageManagerService（二）权限扫描
11. Android 10.0 PackageManagerService（三）APK扫描
12. Android 10.0 PackageManagerService（四）APK安装流程

《日志系统篇》

1. Android10.0 日志系统分析(一)-logd、logcat 指令说明、分类和属性
2. Android10.0 日志系统分析(二)-logd、logcat架构分析及日志系统初始化
3. Android10.0 日志系统分析(三)-logd、logcat读写日志源码分析
4. Android10.0 日志系统分析(四)-selinux、kernel日志在logd中的实现​

《PackageManagerService系列文章》

1. Android 10.0 PackageManagerService（一）工作原理及启动流程
2. Android 10.0 PackageManagerService（二）权限扫描
3. Android 10.0 PackageManagerService（三）APK扫描
4. Android 10.0 PackageManagerService（四）APK安装流程

《Binder通信原理》

1. Android10.0 Binder通信原理(一)Binder、HwBinder、VndBinder概要
2. Android10.0 Binder通信原理(二)-Binder入门篇
3. Android10.0 Binder通信原理(三)-ServiceManager篇
4. Android10.0 Binder通信原理(四)-Native-CC++实例分析
5. Android10.0 Binder通信原理(五)-Binder驱动分析
6. Android10.0 Binder通信原理(六)-Binder数据如何完成定向打击
7. Android10.0 Binder通信原理(七)-Framework binder示例
8. Android10.0 Binder通信原理(八)-Framework层分析
9. Android10.0 Binder通信原理(九)-AIDL Binder示例
10. Android10.0 Binder通信原理(十)-AIDL原理分析-Proxy-Stub设计模式
11. Android10.0 Binder通信原理(十一)-Binder总结

  《HwBinder通信原理》

1. HwBinder入门篇-Android10.0 HwBinder通信原理(一)
2.  HIDL详解-Android10.0 HwBinder通信原理(二)
3. HIDL示例-C++服务创建Client验证-Android10.0 HwBinder通信原理(三)
4. HIDL示例-JAVA服务创建-Client验证-Android10.0 HwBinder通信原理(四)
5. HwServiceManager篇-Android10.0 HwBinder通信原理(五)
6. Native层HIDL服务的注册原理-Android10.0 HwBinder通信原理(六)
7. Native层HIDL服务的获取原理-Android10.0 HwBinder通信原理(七)
8. JAVA层HIDL服务的注册原理-Android10.0 HwBinder通信原理(八)
9. JAVA层HIDL服务的获取原理-Android10.0 HwBinder通信原理（九）
10. HwBinder驱动篇-Android10.0 HwBinder通信原理(十)
11. HwBinder原理总结-Android10.0 HwBinder通信原理(十一)

《编译原理》

1. 编译系统入门篇-Android10.0编译系统（一）
2. 编译环境初始化-Android10.0编译系统（二）
3. make编译过程-Android10.0编译系统（三）
4. Image打包流程-Android10.0编译系统（四）
5. Kati详解-Android10.0编译系统（五）

    PackageManagerService是Android系统核心服务之一，在Android中的非常重要，主要负责的功能如下：

1. 解析 AndroidManifest.xml，主要包括AndroidManifest中节点信息的解析和target-name的分析和提炼

2. 扫描本地文件，主要针对apk，主要是系统应用、本地安装应用等等。这部分会在下面仔细讲解。

3. 管理本地apk，主要包括安装、删除等等。

下面称PackageManagerService为PKMS。

    扫描APK的AndroidManifest.xml中的各个标签信息，

例如"application"、"overlay"、"permission"、"uses-permission"等信息。

再针对各个标签的子标签进程扫描，

例如application会扫描"activity"、"receiver"、"service"、"provider"等信息

后面会详细讲解扫描过程

PKMS服务由SystemServer进行启动，在SystemServer中startBootstrapServices()启动PKMS服务,再调用startOtherServices()进行dex优化，磁盘管理等功能，并让PKMS进入systemready状态。

启动调用栈如下图所示：

 

4.1.1 [SystemServer.java] startBootstrapServices()

说明：startBootstrapServices()首先启动Installer服务，也就是安装器，随后判断当前的设备是否处于加密状态，如果是则只是解析核心应用，接着调用PackageManagerService的静态方法main来创建pms对象

(1)启动Installer服务

(2)获取设备是否加密(手机设置密码)，如果设备加密了，则只解析"core"应用

(3)调用PKMS main方法初始化PackageManagerService，其中调用PackageManagerService()构造函数创建了PKMS对象

(4)如果设备没有加密，操作它。管理A/B OTA dexopting。

源码：

4.1.2 [SystemServer.java] 

startOtherServices()

说明：

(5)执行 updatePackagesIfNeeded ，完成dex优化；

(6)执行 performFstrimIfNeeded ，完成磁盘维护；

(7)调用systemReady，准备就绪。

源码：

4.1.3 [PackageManagerService.java] main()

说明：

main函数主要工作：

(1)检查Package编译相关系统属性

(2)调用PackageManagerService构造方法

(3)启用部分应用服务于多用户场景

(4)往ServiceManager中注册”package”和”package_native”。

源码：

PKMS初始化时的核心部分为PackageManagerService()构造函数的内容，我们下面就来分析该流程

4.2 PKMS构造函数分析

PKMS的构造函数中由两个重要的锁(mInstallLock、mPackages) 和5个阶段构成，下面会详细的来分析这些内容。

mInstallLock ：用来保护所有安装apk的访问权限，此操作通常涉及繁重的磁盘数据读写等操作，并且是单线程操作，故有时候会处理很慢。

此锁不会在已经持有mPackages锁的情况下火的，反之，在已经持有mInstallLock锁的情况下，立即获取mPackages是安全的

mPackages：用来解析内存中所有apk的package信息及相关状态。

5个阶段：

阶段1：BOOT_PROGRESS_PMS_START

阶段2：BOOT_PROGRESS_PMS_SYSTEM_SCAN_START

阶段3：BOOT_PROGRESS_PMS_DATA_SCAN_START

阶段4：BOOT_PROGRESS_PMS_SCAN_END

阶段5：BOOT_PROGRESS_PMS_READY

    PKMS服务也是通过binder进行通信，IPackageManager.aidl由工具转换后自动生成binder的服务端IPackageManager.Stub和客户端IPackageManager.Stub.Proxy，具体关系如图：

Binder服务端：PackageManagerService继承于IPackageManager.Stub；

Binder客户端：ApplicationPackageManager(简称APM)的成员变量mPM继承于IPackageManager.Stub.Proxy; 本身APM是继承于PackageManager对象。

4.2.1 [PackageManagerService.java]

说明：IPackageManager.Stub是IPackageManager.aidl自动生成的，正好也说明了PKMS是service端的，通过binder交互

源码：

4.2.2 [PackageManagerService.java]   PackageManagerService()

说明：PackageManagerService构造函数

源码：

4.2.3 阶段1：BOOT_PROGRESS_PMS_START

主要工作：

(1)构造 DisplayMetrics ，保存分辨率等相关信息；

(2)创建Installer对象，与installd交互；

(3)创建mPermissionManager对象，进行权限管理；

(4)构造Settings类，保存安装包信息，清除路径不存在的孤立应用，主要涉及/data/system/目录的packages.xml，packages-backup.xml，packages.list，packages-stopped.xml，packages-stopped-backup.xml等文件。

(5)构造PackageDexOptimizer及DexManager类，处理dex优化；

(6)创建SystemConfig实例，获取系统配置信息，配置共享lib库；

(7)创建PackageManager的handler线程，循环处理外部安装相关消息。

源码：

readLPw()会扫描下面5个文件

1) "/data/system/packages.xml"

2) "/data/system/packages-backup.xml"

3) "/data/system/packages.list"

4) "/data/system/packages-stopped.xml"

5) "/data/system/packages-stopped-backup.xml"

个文件共分为三组，简单的作用描述如下：

1. packages.xml：PKMS 扫描完目标文件夹后会创建该文件。当系统进行程序安装、卸载和更新等操作时，均会更新该文件。该文件保存了系统中与 package 相关的一些信息。

2. packages.list：描述系统中存在的所有非系统自带的 APK 的信息。当这些程序有变动时，PKMS 就会更新该文件。

3. packages-stopped.xml：从系统自带的设置程序中进入应用程序页面，然后在选择强制停止（ForceStop）某个应用时，系统会将该应用的相关信息记录到此文件中。也就是该文件保存系统中被用户强制停止的 Package 的信息。

这些目录的指向，都在Settings中的构造函数完成， 如下所示，得到目录后调用readLPw()进行扫描

解析上面这个几个xml的内容，建立对应的数据结构

说明：创建 SharedUserSetting 对象并添加到 Settings 的成员变量 mSharedUsers 中，在 Android 系统中，多个 package 通过设置 sharedUserId 属性可以运行在同一个进程，共享同一个 UID

源码：

4.2.4 阶段2：BOOT_PROGRESS_PMS_SYSTEM_SCAN_START

主要工作：

(1)从init.rc中获取环境变量BOOTCLASSPATH和SYSTEMSERVERCLASSPATH；

(2)对于旧版本升级的情况，将安装时获取权限变更为运行时申请权限；

(3)扫描system/vendor/product/odm/oem等目录的priv-app、app、overlay包；

(4)清除安装时临时文件以及其他不必要的信息。

源码：

4.2.5 阶段3：BOOT_PROGRESS_PMS_DATA_SCAN_START

主要工作有：对于不仅仅解析核心应用的情况下，还处理data目录的应用信息，及时更新，祛除不必要的数据。

源码：

4.2.6 阶段4：BOOT_PROGRESS_PMS_SCAN_END

主要工作：

(1)sdk版本变更，更新权限；

(2)OTA升级后首次启动，清除不必要的缓存数据；

(3)权限等默认项更新完后，清理相关数据；

(4)更新package.xml

源码：

4.2.7 阶段5：BOOT_PROGRESS_PMS_READY

主要工作有：

(1)创建PackageInstallerService对象

(2)GC回收内存

源码：

    检查是否需要去更新Packages并进行dex优化，如果没有OTA升级、没有大版本升级、没有清楚过dalvik虚拟机的缓存，可以去更新packages，

最终调用的是Installer的dexopt()进行优化

调用栈如下：

4.3.1 [PackageManagerService.java] updatePackagesIfNeeded()

说明：

    检查是否需要去更新Packages并进行dex优化，如果没有OTA升级、没有大版本升级、没有清楚过dalvik虚拟机的缓存，可以去更新packages

更新packages的优先级：core app >system app > other app，调用 performDexOptUpgrade()进行更新

源码：

4.3.2  [PackageManagerService.java] performDexOptUpgrade()

说明：判断是否需要对package进行更新，如果需要更新那么按照优先级完成dex优化，最终调用Install的dexopt()进行dex优化，参考上面的调用栈

源码:

4.4 磁盘维护

磁盘维护最终调用的是vold进程的 fstrim()进行清理操作

调用栈：

[PackageManagerService.java] performFstrimIfNeeded()

说明：主要是执行磁盘清理工作，释放磁盘空间

源码：

4.5 PKMS 准备就绪

[PackageManagerService.java] systemReady()

说明：systemReady主要完成的是默认授权和更新package的信息，通知在等待pms的一些组件

源码：

下一节将会讲解PKMS 的权限扫描、APK扫描、安装等内容，欢迎关注我

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