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打通“任督二脉”:Android 应用安装优化实战

发布于: 1 小时前

疑问:

(1)了解 APK 安装流程有什么好处

(2)了解 APK 安装流程可以解决什么问题


一、可以在安装流程里做什么


安装就分为下面三个阶段,每个阶段可以做些什么工作,可以帮助我们优化安装流程,解决安装后的一些问题呢?


(1)安装前、安装中:这两个阶段,第三方应用做不了什么,一般是应用分发 APP 应用商店、游戏中心、浏览器、应用宝这些应用会关注这两个状态。


(2)安装后:这个阶段,无论是内置应用还是第三方应用,或多或少的会遇到一些问题,如 so 文件找不到,图片存储、缓存数据等出现异常等...



二、安装前


安装前无非是根据自己的应用情况,选择一种可以使用的安装方法。


2.1 pm 命令安装方法


对于具有系统签名的厂商应用,具备静默安装能力,使用 pm 命令即可实现。

String cmd = "pm install -r -d /data/data/android.apk"Runtime run = Runtime.getRuntime();Process process = run.exec(cmd);
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2.2 包安装管理器安装


非系统签名的应用宝这种应用,只能使用包安装管理器进行安装。

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);intent.setDataAndType(Uri.parse("file://" + apkfile.toString()), "application/vnd.android" + ".package-archive");mContext.startActivity(intent);
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2.3 session 命令安装


使用 session 安装的原因,是因为从 Android 8.0 开始,pm 命令无法实现静默安装,否则会直接显示安装失败。但是网上并未发现对静默方法的适配方案,也许这是因为这个兼容只有厂商关注,第三方应用不关注这个方法的兼容。下面给出兼容方案:


int sessionId = packageInstaller.createSession(params);InstallLog.d(TAG, "doPackageStage creat sessionId is : " + sessionId);final byte[] buffer = new byte[65536];
session = packageInstaller.openSession(sessionId);
final InputStream in = new FileInputStream(file);final long sizeBytes = file.length();final OutputStream out = session.openWrite("PackageInstaller", 0, sizeBytes); try { int c; while ((c = in.read(buffer)) != -1) { out.write(buffer, 0, c); } session.fsync(out);
} catch (IOException ex) { InstallLog.e(TAG, "doPackageStage ioException : " + ex.getMessage(), ex);} finally { InstallUtils.closeQuietly(in); InstallUtils.closeQuietly(out);}
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该方法是从 packageManager 中抽取出的代码,可实现应用的静默安装。


三、安装中


3.1 APK 的结构


APK 文件其实是 zip 格式,一般包含一个或多个 dex 文件、resources.arsc、AndroidManifest.xml、res 目录、META-INF 目录及包含 so 库的 lib 目录:



3.2 安装过程中涉及的存储目录


  • system/app——内置应用,也就是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,比如一些 sp 缓存数据。


  • 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)。


3.3 安装主要流程



安装过程概括为:复制 APK 安装包到/data/app 目录下,解压并扫描安装包,向资源管理器注入 APK 资源,解析 AndroidManifest 文件,并在/data/data 目录下创建对应的应用数据目录,然后针对 dalvik/art 环境优化 dex 文件,保存到 dalvik-cache 目录,将 AndroidManifest 文件解析出的组件、权限注册到 PackageManagerService,完成后发送广播。


3.4 安装中可以优化的点


安装中,这个过程看上去没有什么可以做的,但是对于厂商应用来说,应用的安装速度,却是可以有很大的提升空间的。如应用更新的差分包升级就是一种常见的增量更新方式。


经过一系列测试与验证,发现应用安装的速度,本身与一些因素有关,最主要的是 CPU 的使用频率。


众所周知,现在的手机较为高端,为 8 核,但是在应用安装过程中,分析 trace 文件,可以确认,并不是 8 核线程全负荷工作去完成一个应用的安装,而是一部分线程运行在高核,一部分在低核。


3.4.1 CPU 的工作频率介绍


cpuinfo_max_freq cpuinfo_min_freq :分别给出了 CPU 硬件所支持的最高运行频率及最低运行频率,


  • cpuinfo_cur_freq 则会从 CPU 硬件寄存器中读取 CPU 当前所处的运行频率。

  • Governor 在选择合适的运行频率时只会在 scaling_max_freq 和 scaling_min_freq 所确定的频率范围内进行选择。

  • scaling_cur_freq 返回的是 cpufreq 模块缓存的 CPU 当前运行频率,而不会对 CPU 硬件寄存器进行检查。

  • scaling_available_governors 会告诉用户当前有哪些 governors 可供用户使用。

  • scaling_driver 则会显示该 CPU 所使用的变频驱动程序。

  • Scaling_governor 则会显示当前的管理策略,往这个上 echo 其他类型会有相应的转变。

  • scaling_setspeed :需将 governor 类型切换为 userspace ,才会出现,往这个文件 echo 数值,会切换主频。


基于此,可以在应用安装时,提升 CPU 的工作频率,即可使 CPU 运行在合适的频率。


2.4.2 提升 CPU 的工作频率


除了可以直接根据安装速度判断安装速度是否提升外,也可以根据下面日志判断提频是否有效:

adb shell cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
adb shell cat /sys/devices/system/cpu/cpu7/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
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可以直接看到频率变化:



微信安装速度可以由前面 CPU 低频时的 20s,提升到 CPU 频率较高时的 10s 左右。


注意:频率不是越高越好,频率越高,手机耗电会越高,容易发热。


四、安装后


应用安装后,会遇到各种各样的问题,启动失败,合规整改(这个其实在应用开发时就要完成),那么哪些问题又是可能遇到,又可以借助 apk 的安装流程去解决的


4.1 targetsdkversion=30 不得不做的事情


《符合 Google Play 的目标 API 级别要求》 一文中,根据 google 官方要求,需要对隐私权限进行管控,强制执行分区存储,这就要求,每个应用不得在 sd 卡进行资源存储。那么问题来了,假如你的项目使用了 Glide,Glide 的存储路径之前设置到了 sd 卡下面,现在又无法使用外部存储目录,该怎么办?


当了解了 apk 的安装流程之后,知道应用的数据会存储在 data/data/packagename 下面,这就给 Glide 的资源存储提供了一个内部文件夹,唯一要做的事情,就是为了防止 data/data 占用过大,把 Glide 的存储目录设置个上限即可。


4.2 libmmkv.so 无法找到问题解决


4.2.1 现象


如果你的应用接了腾讯的 mmkv,你可能遇到了这样的问题:

java.lang.UnsatisfiedLinkError dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/packagename-Sxe4_uU3WXx-ckI5DyG3UA==/base.apk"],nativeLibraryDirectories=[/data/app/packagename-Sxe4_uU3WXx-ckI5DyG3UA==/lib/arm, /system/fake-libs, /data/app/packagename-Sxe4_uU3WXx-ckI5DyG3UA==/base.apk!/lib/armeabi-v7a, /system/lib, /system/vendor/lib, /system/vendor/lib/hw]]] couldn't find "libmmkv.so"Runtime.java 1011java.lang.UnsatisfiedLinkError: dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/packagename-Sxe4_uU3WXx-ckI5DyG3UA==/base.apk"],nativeLibraryDirectories=[/data/app/packagename-Sxe4_uU3WXx-ckI5DyG3UA==/lib/arm, /system/fake-libs, /data/app/packagename-Sxe4_uU3WXx-ckI5DyG3UA==/base.apk!/lib/armeabi-v7a, /system/lib, /system/vendor/lib, /system/vendor/lib/hw]]] couldn't find "libmmkv.so"at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:1011)at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1657)at com.tencent.mmkv.MMKV.a(SourceFile:3)
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这个表示应用加载 libmmkv.so 出现异常。

4.2.2 分析原因


出现问题的原因是什么:根据日志可以确认,是找不到应用 data/app/文件夹下面的 libmmkv.so 文件。


4.2.3 解决问题


前面提到,应用的数据会存储在 data/data 下面,这个路径下面也包含了应用解压之后的 so 库,所以可以做一件事情解决上面 libmmkv.so 的问题,重链接 data/data 下面的资源到 data/app 下面,实现资源共享。实践证明该方案完全可行,有效解决了 so 库找不到的问题。


五、疑问解答


(1)了解 APK 安装流程有什么好处


从 apk 发起安装,安装中、一直到安装结束,应用状态的变化,CPU 的使用,资源的共享,牵涉到一系列知识点,这些知识点是可以串联起来的,对提升个人的知识体系有帮助。当然,由于文章篇幅有限,本文章只是作为一个引导,大致说明安装过程中存在什么知识点,PMS、文件管理、进程拉起等等安全可以另起一章节进行介绍,后续会介绍这些方面的内容。


(2)了解 APK 安装流程可以解决什么问题


厂商应用更多的关注安装前、安装中遇到的问题,第三方应用关注安装后遇到的问题。掌握了安装过程中的每一个环节,通过上面的分析,可以知道,能够快速帮助定位问题。


作者:vivo 互联网客户端团队-Xu Jie

发布于: 1 小时前阅读数: 3
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