Android apk 的安装过程

解析APK文件

系统使用PackageParser类来解析APK文件，提取其中的关键信息：

解压APK

APK本质上是一个ZIP压缩包，系统首先解压部分必要的文件进行解析，如：

• AndroidManifest.xml
• classes.dex
• 资源文件（res目录）
• META-INF目录下的签名文件

解析AndroidManifest.xml

AndroidManifest.xml包含应用的基本信息、组件声明、权限声明等。解析过程中，系统会提取：

• 包名（Package Name）
• 版本信息（Version Code和Version Name）
• 应用组件（Activities, Services, Broadcast Receivers, Content Providers）
• 所需权限（Permissions）
• 最低和目标SDK版本（minSdkVersion, targetSdkVersion）

解析DEX文件

classes.dex包含应用的可执行代码。系统会读取DEX文件的信息，为后续的字节码优化做准备。

提取资源文件

系统解析资源文件（如图像、布局、字符串），并准备好供应用运行时使用。

验证APK签名

为了确保应用的完整性和来源，系统会进行以下验证：

读取签名文件

从META-INF目录中提取签名文件（如CERT.RSA、CERT.SF）。

验证签名有效性

• 数字签名验证：使用开发者的公钥验证APK文件的签名，确保APK未被篡改。
• 签名算法：支持多种签名算法，如RSA、ECDSA等。

签名一致性检查

如果设备上已安装同包名的应用，系统会检查新APK的签名是否与已安装应用一致，以防止恶意替换应用。

权限检查

系统根据AndroidManifest.xml中声明的权限，执行以下操作：

安装时权限

显示应用请求的所有权限，用户需在安装前同意这些权限（主要适用于Android 5.1及以前版本）。

运行时权限

从Android 6.0开始，某些敏感权限需要在应用运行时动态请求，安装时只显示部分权限。

优化DEX字节码

为了提升应用的性能，系统对DEX文件进行优化：

ART编译（Ahead-Of-Time Compilation）

• 编译过程：将DEX字节码编译为设备的机器码，生成.oat文件。
• 存储位置：编译后的文件存储在/data/dalvik-cache/或相应的优化目录中。
• 好处：加快应用启动速度，提升运行效率。

验证DEX文件

确保DEX文件的完整性和正确性，防止恶意代码注入。

复制和安装资源

系统将APK文件解压，并将资源文件复制到适当的位置：

存放APK文件

• 路径：通常位于/data/app/包名-1/base.apk，根据设备和安装方式不同，路径可能有所变化。

资源优化

• AAPT工具：使用Android Asset Packaging Tool（AAPT）优化和打包资源文件。
• 资源索引：生成资源索引文件，加快资源的访问速度。

注册应用

包管理器将应用的信息注册到系统中，具体包括：

更新数据库

将应用的元数据（包名、版本、组件、权限等）插入到Package Manager的数据库中。

注册应用组件

注册四大组件

生成启动器图标

系统在应用抽屉或主屏幕生成应用图标，并关联应用的启动入口。

创建用户数据目录

系统为新安装的应用创建专属的数据目录，用于存储应用的私有数据和设置：

目录结构

• 内部存储：/data/data/包名/，包含应用的私有文件、数据库、共享偏好等。
• 缓存目录：/data/data/包名/cache/，用于存放临时缓存数据。

权限设置

设置应用数据目录的访问权限，确保只有该应用自身和系统相关进程可以访问。

完成安装

所有安装步骤完成后，系统会进行以下操作：

通知用户

通过通知栏或弹窗提示用户安装成功。

生成快捷方式

在主屏幕或应用抽屉生成应用的快捷方式，用户可以直接点击启动应用。

启动应用（可选）

根据用户操作，系统可能自动启动应用，展示首次启动的界面。

卸载过程

如果卸载应用，系统会执行相反的过程：

删除应用文件

从/data/app/中删除APK和优化后的代码文件。

移除用户数据

删除应用的私有数据目录（如/data/data/包名/），清理所有与应用相关的数据。

更新注册信息

从Package Manager的数据库中移除应用的元数据和组件信息。

移除快捷方式

从主屏幕或应用抽屉移除应用的快捷方式。