一　概述

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，需要先了解 PackageManager、APK 文件结构和安装方式。

二　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 PMS 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

三　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
用户下载的 Apk，通过系统安装器 packageinstaller 安装该 Apk。packageinstaller 是系统内置的应用程序，用于安装和卸载应用程序
系统开机时安装系统应用
电脑或者手机上的应用商店自动安装

这4种方式最终都是由 PMS 来进行处理，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，这是比较常用的安装方式；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。

四　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);

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");

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

<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，并调用它的 onCreate 方法：

packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/InstallStart.java

@Overrideprotected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {if (PackageInstaller.ACTION_CONFIRM_PERMISSIONS.equals(intent.getAction())) {//1nextActivity.setClass(this, PackageInstallerActivity.class);} else {Uri packageUri = intent.getData();if (packageUri == null) {//2Intent 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)) {//3nextActivity.setClass(this, InstallStaging.class);} else {nextActivity.setClass(this, PackageInstallerActivity.class);}}}if (nextActivity != null) {startActivity(nextActivity);}finish();}

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

@Overrideprotected 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<Uri, Void, Boolean> {@Overrideprotected 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;}@Overrideprotected 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。

五　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。