先想一个最直接的问题：
我们在写Android项目的时候，为什么要去写AndroidMenifest.xml这个清单文件？除了IDE强制你写以外，还有没有别的什么理由？
假如我们的项目很大，有上千个类，那么手机系统想要从项目里面遍历把启动类找出来是非常耗时的，所以我们通过将Android一些重要的资源（四大组件，Application还有权限）声明在AndroidManifest.xml里面，这样就省的系统一个个去找这些重要资源的时间。
顺便一提，在Windows或者别的系统里面不存在这样的问题，因为每个应用都会有个很明显的exe文件，只要通过运行exe（或者对应的快捷方式）文件就可以拉起整个应用，而Android系统中不同应用是根据包来区分的，而我们用的时候又没办法像Windows系统一样每个文件夹去翻，所以才会有这样的机制。
刚刚说了AndroidManifest.xml的作用是为了让手机系统明确自己应用中重要资源的位置，接下来就是重点了，具体是让手机系统中的哪个模块明确呢？这里就是我们今天的主角PMS登场了。
PMS（Package Manager Service）：用于定位手机系统中所有的APK文件。
这个东西是伴随着Android系统而运行的，也就是说，当你的手机开启的时候，PMS就开始运行了。
工作原理简介：
在手机系统开机的时候，PMS就会将你手机里面的存着不所有APP的目录遍历一遍，将其中的apk文件加载到内存里面，并且解析apk里面的androidMenifst.xml，以便于在用户点击应用的时候，快速的根据androidMenifest.xml中声明的内容来快速拉起APP（虽然实际上还是要消耗一定时间）。
todo：APK介绍和两个存放APK的地址
PMS启动的关键流程时序图如下，在下面还会贴出关键代码，启动流程涉及到三个重要的类：
从宏观的看完这个服务启动图之后，还需要从具体代码重新入手，把里面的关键方法都再看一遍，顺便整理一下里面的一些细节。
我会只截取有意义的代码部分，并且调整不同方法的顺序，让我们看的时候可以直接从上往下按顺序看。
如果某个方法中，我有进行省略代码的行为，我会注释表明，反之就是没有省略代码。
如果因为省略代码而看到了意义不明的参数，请忽略他，他并不会影响源码的阅读。
public final class SystemServer {
/**
* The main entry point from zygote.
*/
public static void main(String[] args) {
new SystemServer().run();
}
private void run() {
// 省略无关代码
TimingsTraceAndSlog t = new TimingsTraceAndSlog(); // 记录各种操作的耗时用的，这里不用管
startBootstrapServices(t); // AMS，PMS等都在这里启动
startCoreServices(t);
startOtherServices(t);
}
private void startBootstrapServices(@NonNull TimingsTraceAndSlog t) {
// 省略无关代码，主要看启动PMS服务的这行
mPackageManagerService = PackageManagerService.main(mSystemContext, installer,
mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_OFF, mOnlyCore);
}
}
public class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub
implements PackageSender {
/** 存储已安装应用程序的目录 */
private static final File sAppInstallDir = new File(Environment.getDataDirectory(), "app");
/** 在这个静态方法中，会实例化一个新的PMS */
public static PackageManagerService main(Context context, Installer installer,
boolean factoryTest, boolean onlyCore) {
// 省略无关代码
PackageManagerService m = new PackageManagerService(injector, onlyCore, factoryTest);
}
/** PMS的构造方法 */
public PackageManagerService(Injector injector, boolean onlyCore, boolean factoryTest) {
// 省略无关代码，顺便一提这个构造方法算上注释有2000+行了
if (!mOnlyCore) {
scanDirTracedLI(sAppInstallDir, 0, scanFlags | SCAN_REQUIRE_KNOWN, 0,
packageParser, executorService);
}
}
/** 用Trace对初始化的过程做个耗时记录，*/
private void scanDirTracedLI(File scanDir, final int parseFlags, int scanFlags,
long currentTime, PackageParser2 packageParser, ExecutorService executorService) {
Trace.traceBegin(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, "scanDir [" + scanDir.getAbsolutePath() + "]");
try {
scanDirLI(scanDir, parseFlags, scanFlags, currentTime, packageParser, executorService);
} finally {
Trace.traceEnd(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER);
}
}
/** */
private void scanDirLI(File scanDir, int parseFlags, int scanFlags, long currentTime,
PackageParser2 packageParser, ExecutorService executorService) {
// 省略无关代码
final File[] files = scanDir.listFiles(); // 获得所有的文件列表
ParallelPackageParser parallelPackageParser =new ParallelPackageParser(packageParser, executorService); // 创建一个用于处理apk文件的对象
for (File file : files) {
final boolean isPackage = (isApkFile(file) || file.isDirectory())
&& !PackageInstallerService.isStageName(file.getName());
if (!isPackage) {
// 不是APK文件就置之不理
continue;
}
parallelPackageParser.submit(file, parseFlags); // 解析每个APK文件
}
}
}
class ParallelPackageParser {
private static final int QUEUE_CAPACITY = 30;
// 线程池的最大线程数量
private static final int MAX_THREADS = 4;
private final BlockingQueue<ParseResult> mQueue = new ArrayBlockingQueue<>(QUEUE_CAPACITY);
/** 线程池，用于处理并发任务 */
private final ExecutorService mExecutorService;
private final PackageParser mPackageParser;
/**
* 提交用于解析的文件
*/
public void submit(File scanFile, int parseFlags) {
mExecutorService.submit(() -> {
ParseResult pr = new ParseResult();
Trace.traceBegin(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER, "parallel parsePackage [" + scanFile + "]");
try {
pr.scanFile = scanFile;
pr.parsedPackage = parsePackage(scanFile, parseFlags); // 解析APK
} catch (Throwable e) {
pr.throwable = e;
} finally {
Trace.traceEnd(TRACE_TAG_PACKAGE_MANAGER);
}
try {
mQueue.put(pr);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
mInterruptedInThread = Thread.currentThread().getName();
}
});
}
@VisibleForTesting
protected ParsedPackage parsePackage(File scanFile, int parseFlags)
throws PackageParser.PackageParserException {
return mPackageParser.parsePackage(scanFile, parseFlags, true);
}
}
核心的解析类，内容会比较多
public class PackageParser {
public Package parsePackage(File packageFile, int flags, boolean useCaches)
throws PackageParserException {
if (packageFile.isDirectory()) {
// 这次不看文件是目录的情况
return parseClusterPackage(packageFile, flags);
} else {
return parseMonolithicPackage(packageFile, flags);
}
}
public Package parseMonolithicPackage(File apkFile, int flags) throws PackageParserException {
// 省略无关代码
final Package pkg = parseBaseApk(apkFile, assetLoader.getBaseAssetManager(), flags);
return package
}
private Package parseBaseApk(File apkFile, AssetManager assets, int flags)
throws PackageParserException {
// 省略无关代码
final String apkPath = apkFile.getAbsolutePath();
XmlResourceParser parser = null;
// 创建一个用于解析xml文件的实例，就是
parser = assets.openXmlResourceParser(cookie, ANDROID_MANIFEST_FILENAME);
final Package pkg = parseBaseApk(apkPath, res, parser, flags, outError); //解析androidMenifest.xml
if (pkg == null) {
throw new PackageParserException(mParseError,
apkPath + " (at " + parser.getPositionDescription() + "): " + outError[0]);
}
return pkg;
}
private Package parseBaseApk(String apkPath, Resources res, XmlResourceParser parser, int flags,
String[] outError) throws XmlPullParserException, IOException {
// 省略无关代码
// 这里只是获取APK的版本号等信息
TypedArray sa = res.obtainAttributes(parser,
com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest);
pkg.mVersionCode = sa.getInteger(
com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest_versionCode, 0);
pkg.mVersionCodeMajor = sa.getInteger(
com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest_versionCodeMajor, 0);
pkg.applicationInfo.setVersionCode(pkg.getLongVersionCode());
pkg.baseRevisionCode = sa.getInteger(
com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest_revisionCode, 0);
pkg.mVersionName = sa.getNonConfigurationString(
com.android.internal.R.styleable.AndroidManifest_versionName, 0);
if (pkg.mVersionName != null) {
pkg.mVersionName = pkg.mVersionName.intern();
}
return parseBaseApkCommon(pkg, null, res, parser, flags, outError);
}
private Package parseBaseApkCommon(Package pkg, Set<String> acceptedTags, Resources res,
XmlResourceParser parser, int flags, String[] outError) throws XmlPullParserException,
IOException {
// 省略无关代码
// 遍历androidManifest中的所有的标签
while ((type = parser.next()) != XmlPullParser.END_DOCUMENT
&& (type != XmlPullParser.END_TAG || parser.getDepth() > outerDepth)) {
String tagName = parser.getName();
// 标签是application标签的情况
if (tagName.equals(TAG_APPLICATION)) {
if (!parseBaseApplication(pkg, res, parser, flags, outError)) {
return null;
}
// 标签是permission的情况
} else if (tagName.equals(TAG_PERMISSION)) {
if (!parsePermission(pkg, res, parser, outError)) {
return null;
}
}
}
}
private boolean parseBaseApplication(Package owner, Resources res,
XmlResourceParser parser, int flags, String[] outError)
throws XmlPullParserException, IOException {
// 再去找Application标签里面的标签，Activity等标签都在里面
while ((type = parser.next()) != XmlPullParser.END_DOCUMENT
&& (type != XmlPullParser.END_TAG || parser.getDepth() > innerDepth)) {
String tagName = parser.getName();
if (tagName.equals("activity")) {
Activity a = parseActivity(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs, false,
owner.baseHardwareAccelerate);
owner.activities.add(a);
} else if (tagName.equals("receiver") {
Activity a = parseActivity(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs,
true, false);
owner.receivers.add(a);
} else if (tagName.equals("service")) {
Service s = parseService(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs);
owner.services.add(s);
} else if (tagName.equals("provider")) {
Provider p = parseProvider(owner, res, parser, flags, outError, cachedArgs);
owner.providers.add(p);
}
}
return true;
}
}
/** 这个类不仅是个缩略类，也是PackageParser的内部类，主要用于记录组件的信息 */
public final static class Activity extends Component<ActivityIntentInfo> implements Parcelable {
@UnsupportedAppUsage
public final ActivityInfo info;
private boolean mHasMaxAspectRatio;
private boolean mHasMinAspectRatio;
}
@startuml
participant SystemServer
participant PackageManagerService
participant ParallelPackageParser
participant PackageParser
SystemServer -> SystemServer : main
SystemServer -> SystemServer : run
activate SystemServer
SystemServer -> SystemServer : startBootstrapServices
activate SystemServer
SystemServer -> PackageManagerService : main
activate PackageManagerService
PackageManagerService -> PackageManagerService : new PackageManagerService
PackageManagerService -> PackageManagerService : ScanDirTracedLI
PackageManagerService -> PackageManagerService : ScanDirLI
loop 遍历文件夹内所有的APK文件
PackageManagerService --> ParallelPackageParser : submit
activate ParallelPackageParser
ParallelPackageParser -> PackageParser : parsePackage
activate PackageParser
PackageParser -> PackageParser : parseMonolithicPackage
PackageParser -> PackageParser : parseBaseApk(这里参数传的是路径)
PackageParser -> PackageParser : parseBaseApk(这里参数传的是androidMenifest)
PackageParser -> PackageParser : parseBaseApkCommon(这里解析androidMenifest中定义的各种资源)
PackageParser -> PackageParser : parseBaseApplication(解析application标签内的子标签)
alt 标签名为Activity或者receiver
PackageParser -> PackageParser : parseActivity
else 标签名为Service
PackageParser -> PackageParser : parseService
else 标签名为Provider
PackageParser -> PackageParser : parseProvider
end
deactivate ParallelPackageParser
end
deactivate PackageManagerService
deactivate SystemServer
deactivate SystemServer
@enduml
码牛学院VIP24-2020.8.24-PMS服务启动原理详解，从开机到APP启动PMS服务处理机制与流程-david