Android中APK安装过程及原理解析

来自华为内部资料

应用安装是智能机的主要特点，即用户可以把各种应用（如游戏等）安装到手机上，并可以对其进行卸载等管理操作。APK是Android Package的缩写，即Android安装包。APK是类似Symbian Sis或Sisx的文件格式。通过将APK文件直接传到Android模拟器或Android手机中执行即可安装。

Android应用安装有如下四种方式

1.系统应用安装――开机时完成，没有安装界面

2.网络下载应用安装――通过market应用完成，没有安装界面

3.ADB工具安装――没有安装界面。

4.第三方应用安装――通过SD卡里的APK文件安装，有安装界面，由packageinstaller.apk应用处理安装及卸载过程的界面。

应用安装的流程及路径
应用安装涉及到如下几个目录：

system/app
系统自带的应用程序，无法删除

data/app
用户程序安装的目录，有删除权限。

安装时把apk文件复制到此目录

data/data
存放应用程序的数据

Data/dalvik-cache
将apk中的dex文件安装到dalvik-cache目录下(dex文件是dalvik虚拟机的可执行文件,其大小约为原始apk文件大小的四分之一)

安装过程：复制APK安装包到data/app目录下，解压并扫描安装包，把dex文件(Dalvik字节码)保存到dalvik-cache目录，并data/data目录下创建对应的应用数据目录。

卸载过程：删除安装过程中在上述三个目录下创建的文件及目录。

一、系统应用安装：
PackageManagerService处理各种应用的安装，卸载，管理等工作，开机时由systemServer启动此服务

(源文件路径：android\frameworks\base\services\java\com\android\server\PackageManagerService.java)

PackageManagerService服务启动的流程：

1. 首先扫描安装“system\framework”目录下的jar包

1. scanDirLI(mFrameworkDir,PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM,

scanMode | SCAN_NO_DEX);

2.第二步扫描安装“system\app”目录下的各个系统应用

scanDirLI(mSystemAppDir,PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM, scanMode);

3.第三步扫描“data\app”目录，即用户安装的第三方应用

scanDirLI(mAppInstallDir, 0, scanMode);

4.第四步扫描" data\app-private"目录，即安装DRM保护的APK文件（目前没有遇到过此类的应用）。

scanDirLI(mDrmAppPrivateInstallDir,0, scanMode | SCAN_FORWARD_LOCKED);

安装应用的过程

1.scanDirLI(Filedir, int flags, int scanMode) 遍历安装指定目录下的文件

2.scanPackageLI(FilescanFile,

File destCodeFile, FiledestResourceFile, int parseFlags,

int scanMode) 安装package文件

3.scanPackageLI(

File scanFile, File destCodeFile, FiledestResourceFile,

PackageParser.Package pkg, intparseFlags, int scanMode)

通过解析安装包parsePackage获取到安装包的信息结构

4.mInstaller.install(pkgName,pkg.applicationInfo.uid,

pkg.applicationInfo.uid); 实现文件复制的安装过程

（源文件路径：frameworks\base\cmds\installd\installd.install）

二、从market上下载应用：
Google Market应用需要使用gmail账户登录才可以使用，选择某一应用后，开始下载安装包，此过程中，在手机的信号区有进度条提示，下载完成后，会自动调用Packagemanager的接口安装，调用接口如下：

public voidinstallPackage(final Uri packageURI, final IPackageInstallObserver observer,final int flags)

final Uri packageURI：文件下载完成后保存的路径

final IPackageInstallObserver observer：处理返回的安装结果

final int flags：安装的参数，从market上下载的应用，安装参数为-r (replace)

installPackage接口函数的安装过程：

1.public voidinstallPackage(

final Uri packageURI, final IPackageInstallObserverobserver, final int flags,

final String installerPackageName)

final StringinstallerPackageName:安装完成后此名称保存在settings里，一般为null,不是关键参数

2.FiletmpPackageFile = copyTempInstallFile(packageURI, res);

把apk文件复制到临时目录下的临时文件

3.private voidinstallPackageLI(Uri pPackageURI,

int pFlags, boolean newInstall,String installerPackageName,

File tmpPackageFile, PackageInstalledInfo res)

解析临时文件，获取应用包名pkgName = PackageParser.parsePackageName(

tmpPackageFile.getAbsolutePath(), 0);

4.判断如果带有参数INSTALL_REPLACE_EXISTING，则调用replacePackageLI(pkgName,

tmpPackageFile,

destFilePath,destPackageFile, destResourceFile,

pkg, forwardLocked,newInstall, installerPackageName,

res)

5.如果没有，则调用installNewPackageLI(pkgName,

tmpPackageFile,

destFilePath,destPackageFile, destResourceFile,

pkg,forwardLocked, newInstall, installerPackageName,

res);

6.privatePackageParser.Package scanPackageLI(

File scanFile, File destCodeFile, FiledestResourceFile,

PackageParser.Package pkg, intparseFlags, int scanMode)

scanPackageLI以后的流程，与开机时的应用安装流程相同。

三、从ADB工具安装
Android Debug Bridge (adb) 是SDK自带的管理设备的工具，通过ADB命令行的方式也可以为手机或模拟器安装应用，其入口函数源文件为pm.java

(源文件路径：android\frameworks\base\cmds\pm\src\com\android\commands\pm\pm.java)

ADB命令行的形式为adb install ,还可以带安装参数如："-l""-r" "-i" "-t"

函数runInstall()中判断参数

"-l"――INSTALL_FORWARD_LOCK

"-r"——INSTALL_REPLACE_EXISTING

"-i" ——installerPackageName

"-t"——INSTALL_ALLOW_TEST

我们常用的参数为-r，表示覆盖安装手机上已安装的同名应用。从market上下载的应用，也是直接传入这个参数安装的。

runInstall与market调用同样的接口完成应用安装。

public voidinstallPackage(android.net.Uri packageURI,android.content.pm.IPackageInstallObserver observer, int flags,java.lang.String installerPackageName)

四、第三方应用安装――通过SD卡里的APK文件安装
把APK安装包保存在SD卡中，从手机里访问SD卡中的APK安装包，点击就可以启动安装界面，系统应用Packageinstaller.apk处理这种方式下的安装及卸载界面流程，如下图：

PackageInstallerActivity负责解析包，判断是否是可用的Apk文件

创建临时安装文件/data/data/com.android.packageinstaller/files/ApiDemos.apk

并启动安装确认界面startInstallConfirm，列出解析得到的该应用基本信息。如果手机上已安装有同名应用，则需要用户确认是否要替换安装。

确认安装后，启动InstallAppProgress，调用安装接口完成安装。

pm.installPackage(mPackageURI,observer, installFlags);

其它：
1. PackageManagerService.java的内部类AppDirObserver实现了监听app目录的功能：当把某个APK拖到app目录下时，可以直接调用scanPackageLI完成安装。

2.手机数据区目录“data/system/packages.xml”文件中，包含了手机上所有已安装应用的基本信息，如安装路径，申请的permission等信息。

android apk安装与目录结构

/system 存放的是rom的信息；/system/app 存放rom本身附带的软件即系统软件；/system/data 存放/system/app 中核心系统软件的数据文件信息。
/data 存放的是用户的软件信息（非自带rom安装的软件）；/data/app 存放用户安装的软件；/data/data 存放所有软件（包括/system/app 和 /data/app 和 /mnt/asec中装的软件）的一些lib和xml文件等数据信息；/data/dalvik-cache 存放程序的缓存文件，这里的文件都是可以删除的。

/mnt 目录，熟悉linux的人都清楚，linux默认挂载外部设备都会挂到这个目录下面去，如将sd卡挂载上去后，会生成一个/mnt/sdcard 目录。
/sdcard 目录，这是一个软链接（相当于windows的文件夹的快捷方式），链接到/mnt/sdcard 目录，即这个目录的内容就是sdcard的内容。
在Android 2.2之后的版本允许将应用程序安装于SD卡，每一个安装在SD卡的应用程序，都可以在SD卡中的/sdcard/.android_secure 目录里找到名称中有出现它的程序名，和副文件名为asec的经过特殊加密处理后的档案。当SD卡挂载于手机时，/mnt/sdcard/.android_secure 目录会被映射到/mnt/asec 目录和 /mnt/secure 目录。其中/mnt/asec 目录中主要是程序的安装目录，包括其执行文件和lib文件等；而/mnt/secure 目录中就存放程序加密后的档案。也就是说，在/mnt路径下看到的/mnt/asec目录和/mnt/secure目录并不是真正存在在手机内存或者sd卡的分区挂载目录，它们只是/mnt/sdcard/.android_secure目录的一个影像而已。
因此，用户程序安装到到sd卡上后，其内容可能分散到：/mnt/asec , /mnt/secure , /data/data 。

要实现app2sd，目前比较流行有两种方案，分别是app2ext 和 data2ext，下面分别介绍下这2种方案。

在Linux文件系统中，有一种特别的文件叫“软链接”，类似于Windows下的快捷方式，软链接可以把一个文件或者文件夹映射到别的地方，一个例子如上面介绍的/sdcard 就是/mnt/sdcard 的软链接。

app2ext的原理是，删除data区中的app文件夹，然后在sd卡的ext分区上创建一个app文件，并通过软链接映射到data区。这样系统会以为，app这个软链接是一个真实的文件夹，会把程序都安装在里面，但实际上，这些程序都安装到卡上了。但由于操作系统并不知道，所以这种情况下，我们依然看到系统显示这个程序是安装在“内置空间”的。
data2ext则更彻底，它不是用软链接，而是直接用“挂载”功能，Linux下所有的存储设备都必须挂载成一个文件夹才能进行文件操作（如sd卡就挂载在/mnt/sdcard目录下面）。data文件夹本来是对应手机内部Flash中的一个分区（为了保持术语的准确，这里要把内部Flash和内存相区别，内部Flash是ROM，内存是RAM）。而data2ext则是修改了挂载对应关系，使data文件夹挂载的不是内置Flash，而是sd卡的整个ext分区。这样，不仅是app，连存储程序设置的data和缓存dalvik-cache都会存储到sd卡中。

可以看到，dalvik-cache和data这两个文件夹的位置，是这两种方式的一个重大区别。其中dalvik-cache是虚拟机预编译缓存，data（不同于/data，这个是/data/data）是存储程序数据的地方，例如游戏的存档记录，软件的配置信息等。这样有什么区别，区别在于假如你重刷了ROM，app2ext的话，所有的程序都可以保留，但是这些程序的配置信息和游戏的存档都会丢失。而data2ext则可以连同配置和存档都保留，但是dalvik-cache也是一个容易积累垃圾的地方，这些垃圾也会一同保留。
data2ext由于是把整个data分区都放在sd卡上，因此，我们刷ROM需要WIPE的时候，这个data分区的内容就可能不会被wipe，这可以保存用户的个人资料，但是也可能造成系统莫名其妙的故障。

Android中APK安装过程及原理解析

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android apk安装与目录结构

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