检测zip文件完整（进阶：APK文件渠道号）

朋友聊天讨论到一个问题，怎么检测zip的完整性。zip是我们常用的压缩格式，不管是Win/Mac/Linux下都很常用，我们做文件的下载也会经常用到，网络充满不确定性，对于多个小文件（比如配置文件）的下载，我们希望只发起一次连接，因为建立连接是很耗费资源的，即使现在http2.0可以对一条TCP连接进行复用，我们还是希望网络请求的次数越少越好，不管是对于稳定性还是成功失败的逻辑判断，都会有益处。

这个时候我们常用的其实就是把他们压缩成一个zip文件，下载下来之后解压就好了。

但很多时候zip会解压失败，如果我们的zip已经下载下来了，其实不存在没有访问权限的问题了，那原因除了空间不够之外，就是zip格式有问题了，zip文件为空或者只下载了一半。
这个时候就需要检测一下我们下载下来的zip是不是合法有效的zip了。
有这么几种思路：

1. 直接解压，抛异常表明zip有问题
2. 下载前得到zip文件的length，下载后检测文件大小
3. 使用md5或sha1等摘要算法，下载下来后做md5，然后比对合法性
4. 检测zip文件结尾的特殊编码格式，检测是否zip合法

这几种做法有利有弊，这里我们只看第4种。
我们讨论之前，可以大致了解一下zip的格式ZIP文件格式分析，我们关注的是End of central directory record，核心目录结束标记，每个zip只会出现一次。

Offset	Bytes	Description	译
0	4	End of central directory signature = 0x06054b50	核心目录结束标记（0x06054b50）
4	2	Number of this disk	当前磁盘编号
6	2	number of the disk with the start of the central directory	核心目录开始位置的磁盘编号
8	2	total number of entries in the central directory on this disk	该磁盘上所记录的核心目录数量
10	2	total number of entries in the central directory	核心目录结构总数
12	4	Size of central directory (bytes)	核心目录的大小
16	4	offset of start of central directory with respect to the starting disk number	核心目录开始位置相对于archive开始的位移
20	2	.ZIP file comment length(n)	注释长度
22	n	.ZIP Comment	注释内容

我们可以看到，0x06054b50所在的位置其实是在zip.length减去22个字节，所以我们只需要seek到需要的位置，然后读4个字节看是否是0x06054b50，就可以确定zip是否完整。
下面是一个判断的代码

    //没有zip文件注释时候的目录结束符的偏移量
    private static final int RawEndOffset = 22;
    //0x06054b50占4个字节
    private static final int endOfDirLength = 4;
    //目录结束标识0x06054b50 的小端读取方式。
    private static final byte[] endOfDir = new byte[]{0x50, 0x4B, 0x05, 0x06};

    private boolean isZipFile(File file) throws IOException {
        if (file.exists() && file.isFile()) {
            if (file.length() <= RawEndOffset + endOfDirLength) {
                return false;
            }
            long fileLength = file.length();
            RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "rw");
            //seek到结束标记所在的位置
            randomAccessFile.seek(fileLength - RawEndOffset);
            byte[] end = new byte[endOfDirLength];
            //读取4个字节
            randomAccessFile.read(end);
            //关掉文件
            randomAccessFile.close();
            return isEndOfDir(end);
        } else {
            return false;
        }
    }

    /**
     * 是否符合文件夹结束标记
     */
    private boolean isEndOfDir(byte[] src) {
        if (src.length != endOfDirLength) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < src.length; i++) {
            if (src[i] != endOfDir[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

有人可能注意到了，你上面写的结束标识明明是0x06054b50，为什么检测的时候是反着写的。这里就涉及到一个大端小端的问题，录音的时候也能会遇到大小端顺序的问题，反过来读就好了。

涉及到二进制的查看和编辑，我们可以使用010editor这个软件来查看文件的十六进制或者二进制，并且可以手动修改某个位置的二进制。

他的界面大致长这样子，小端显示的，我们可以看到我们要得到的06 05 4b 50，

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我们看上面的表格里面最后一个表格里的 .ZIP file comment length(n) 和 .ZIP Comment ，意思是描述长度是两个字节，描述长度是n，表示这个长度是可变的。这个有啥作用呢？
其实就是给了一个可以写额外的描述数据的地方（.ZIP Comment），他的长度由前面的.ZIP file comment length(n)来控制。也就是zip允许你在它的文件结尾后面额外的追加内容，而不会影响前面的数据。描述文件的长度是两个字节，也就是一个short的长度，所以理论上可以寻址2¹⁶个位置。
举个例子：

修改之前
修改之后
看上面两个文件，修改之前长度为0，我们把它改成2(注意大小端)，我们改成2，然后随便在后面追加两个byte，保存，打开修改之后的zip，发现是可以正常运行的，甚至我们可以在长度是2的基础上追加多个byte，其实还是可以打开的。
所以回到标题内容，其实apk就是zip，我们同样可以在apk的Comment后面追加内容，比如可以当做渠道来源，或者完成这样的需求：h5网页A上下载的需要打开某个ActivityA，h5网页B上下载的需要打开某个ActivityB。

原理还是上面的原理，写入渠道或者配置，读取apk渠道或者配置，做相应统计或者操作。

    //magic -> yocn
    private static final byte[] MAGIC = new byte[]{0x79, 0x6F, 0x63, 0x6E};
    //没有zip文件注释时候的目录结束符的偏移量
    private static final int RawEndOffset = 22;
    //0x06054b50占4个字节
    private static final int endOfDirLength = 4;
    //目录结束标识0x06054b50 的小端读取方式。
    private static final byte[] endOfDir = new byte[]{0x50, 0x4B, 0x05, 0x06};
    //注释长度占两个字节，所以理论上可以支持 2^16 个字节。
    private static final int commentLengthBytes = 2;
    //注释长度
    private static final int commentLength = 8;

    private boolean isZipFile(File file) throws IOException {
        if (file.exists() && file.isFile()) {
            if (file.length() <= RawEndOffset + endOfDirLength) {
                return false;
            }
            long fileLength = file.length();
            RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "r");
            //seek到结束标记所在的位置
            randomAccessFile.seek(fileLength - RawEndOffset);
            byte[] end = new byte[endOfDirLength];
            //读取4个字节
            randomAccessFile.read(end);
            //关掉文件
            randomAccessFile.close();
            return isEndOfDir(end);
        } else {
            return false;
        }
    }

    /**
     * 是否符合文件夹结束标记
     */
    private boolean isEndOfDir(byte[] src) {
        if (src.length != endOfDirLength) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < src.length; i++) {
            if (src[i] != endOfDir[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    /**
     * zip(apk)尾追加渠道信息
     */
    private void write2Zip(File file, String channelInfo) throws IOException {
        if (isZipFile(file)) {
            long fileLength = file.length();
            RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "rw");
            //seek到结束标记所在的位置
            randomAccessFile.seek(fileLength - commentLengthBytes);
            byte[] lengthBytes = new byte[2];
            lengthBytes[0] = commentLength;
            lengthBytes[1] = 0;
            randomAccessFile.write(lengthBytes);
            randomAccessFile.write(getChannel(channelInfo));
            randomAccessFile.close();
        }
    }

    /**
     * 获取zip(apk)文件结尾
     *
     * @param file 目标哦文件
     */
    private String getZipTail(File file) throws IOException {
        long fileLength = file.length();
        RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "r");
        //seek到magic的位置
        randomAccessFile.seek(fileLength - MAGIC.length);
        byte[] magicBytes = new byte[MAGIC.length];
        //读取magic
        randomAccessFile.read(magicBytes);
        //如果不是magic结尾，返回空
        if (!isMagicEnd(magicBytes)) return "";
        //seek到读到信息的offest
        randomAccessFile.seek(fileLength - commentLength);
        byte[] lengthBytes = new byte[commentLength];
        //读取渠道
        randomAccessFile.read(lengthBytes);
        randomAccessFile.close();
        char[] lengthChars = new char[commentLength];
        for (int i = 0; i < commentLength; i++) {
            lengthChars[i] = (char) lengthBytes[i];
        }
        return String.valueOf(lengthChars);
    }

    /**
     * 是否以魔数结尾
     *
     * @param end 检测的byte数组
     * @return 是否结尾
     */
    private boolean isMagicEnd(byte[] end) {
        for (int i = 0; i < end.length; i++) {
            if (MAGIC[i] != end[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    /**
     * 生成渠道byte数组
     */
    private byte[] getChannel(String s) {
        byte[] src = s.getBytes();
        byte[] channelBytes = new byte[commentLength];
        System.arraycopy(src, 0, channelBytes, 0, commentLength);
        return channelBytes;
    }

  //读取源apk的路径
  public static String getSourceApkPath(Context context, String packageName) {
    if (TextUtils.isEmpty(packageName))
        return null;
    try {
        ApplicationInfo appInfo = context.getPackageManager().getApplicationInfo(packageName, 0);
            return appInfo.sourceDir;
        } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    return null;
}

这里使用了一个魔数的概念，表明是否是写入了我们特定的渠道，只有写了我们特定渠道的基础上才会去读取，防止读到了没有写过的文件。
读取渠道的时候首先获取安装包的绝对路径。Android系统在用户安装app时，会把用户安装的apk拷贝一份到/data/apk/路径下，通过getSourceApkPath 可以获取该apk的绝对路径。如果使用rw可能会有权限问题，所以读取的时候只使用r就可以了。

参考：
ZIP文件格式分析
全民K歌增量升级方案