Android打包流程详解

一.APK相关

1.1 APK文件结构

APK文件结构.png

我们简单把上面的内容分析一下:

  • AndroidManifest.xml:清单文件,主要包含四大组件注册信息,应用权限,和元数据等信息
  • classes.dex:Dalvid虚拟机上运行的字节码文件,我们在将java代码编译成class字节码文件后,通过android SDK提供的工具将class转换成dex字节码,dex文件可能有多个。
  • META—INF: 里面包含APK签名信息。含三个文件,有两个是对资源做的SHA1 hash处理,另一个文件里面有公钥证书和签名。
  • res:资源文件夹,跟我们开发时工程里是一个目录
  • resources.arsc:资源索引表,解析资源根据这个索引表从apk中加载资源
  • lib: lib文件夹里面存放的是so动态链接库,so动态链接库是不需要做处理apk打包一些压缩处理的。

1.2 构建流程

[图片上传失败...(image-180129-1511247985392)]

在Android Studio中,打包构建过程是由gradle脚本控制的。我们可以把gradle脚本理解为控制器或者胶水语言,构建打包流程中大部分都是用android SDK中的platform-tools目录中提供的工具实现的,gradle的作用是把这些工具串联起来,构建一个完整的打包流程。gradle可以实现一些高级功能,比如多渠道打包,插件化中的动态编译等,感兴趣的同学可以自行查阅资料深入了解。

二.打包流程概述

上图是APK打包流程图,APK打包主要包括java文件编译,转化成dex文件,资源打包。将代码文件和资源文件合并成APK,APK签名,对齐等流程。下面我们将分别阐述。

三.打包流程详解

3.1 打包流程

从前文打包流程图中我们可以看出,参与打包处理的java文件主要包括R.java,aidl.java,我们自己写的java代码,还有引入的aar包和jar包中包含的java代码。最终我们会把所有的java文件汇总到一起,统一编译成class文件,再用SDK中dex工具转换为dex文件。

3.1.1 打包资源文件,生成R.java文件

输入:

  • 项目工程中res中的文件夹,我们称之为Resource文件
  • assets文件夹,我们称之为assets文件
  • AndroidManifest.xml文件
  • Android基础库(Android.jar)文件

工具:aapt

涉及的源码文件:
aapt源码目录下的Resource.cpp和ResourceTable.cpp

过程:

  • 编译res和assets目录下的资源并生成resources.arsc文件
  • 调用ResourceTable.cpp文件中的parseAndAddEntry方法生成R.java文件。
  • 对res目录下的xml文件进行编译,这样处理过的xml文件就被简单“加密”了

输出:

  • resources.arsc文件
  • R.java文件

总结:

  • assets和res/raw资源被原封不动地打包进APK,其它的资源都会被编译或者处理,除了assets资源之外,其他的资源都会被赋予一个资源ID
  • R.java是java层面寻找资源的id表,resources.arsc是程序运行时用到的资源表。R.java是给程序员读的,resources.arsc是给机器读的
  • apk运行时会根据设备的不同属性(如屏幕密度)寻址,resource.arsc就是通过相同的ID,根据不同的配置索引找到最佳资源

3.1.2 处理aidl文件,生成对应的java文件

这个主要是在aidl接口文件,通过SDK提供的AIDL工具生成相应的java文件,供程序调用,没有用到aidl的工程,并不会有这个过程,这里不再赘述。

3.1.3 工程源码编译

输入:R.java;AIDL生成的java文件;库jar文件
工具:javac,dx
输出:dex文件

这个过程主要是javac将java文件编译成class文件,再经dx工具转换成dex文件,压缩常量池,消除冗余信息等

3.1.4 打包生成APK

输入:

  • 打包后的资源文件
  • 打包后的类文件,主要是dex文件
  • libs文件,包括so文件

工具:

3.0之前用apkbuilder脚本,3.0之后用sdklib的ApkBuilderMain.java

过程:

3.0之前打包工具为apkbuilder脚本文件,其实也是调用sdklib的ApkBuilderMain.java,这个类在系统源码中,感兴趣的同学可以下载Android源码查看。
主要流程是先以resources.arsc文件为基础生成一个apk,然后调用ApkBuilderMain.java中的addSourceFolder方法添加工程资源,处理包括res和assets目录中的文件,添加完资源后调用addResourceFromJar方法往apk中写入依赖库,接着调用addNativeLibraries方法添加工程libs目录下的nativey库,最后调用sealApk关闭Apk文件。

输出:

未签名的.apk文件

3.1.5 对apk文件进行签名

android应用需要签名才能在设备上安装。开发时debug包会用系统自带的debug.keystore为debug包签名。正式发布时需要用公司或者项目的私钥对apk进行签名,这个私钥要妥善保管,一旦泄露,别人就可以任意修改包的内容然后重新打包签名。

签名工具有两个,可以用JDK自带的jarsigner,也可以用android源码中提供的singapk工具。

3.1.6 对齐

对齐使用的是android-idk/tools目录下的zipalign工具,主要工作是将apk包中所有的资源文件起始偏移为4字节的整数倍,这样通过内存映射访问apk时的速度会更快

3.1.7 打包整体细节图

3.2 相关工具介绍

3.2.1 概述

3.2.2 aapt打包

aapt主要是指res和java的打包,aapt打包走的是单线程、流水式任务从上到下构建,构建流程如下图:
[图片上传失败...(image-af1a4e-1511247985392)]

传统的aapt打包,aapt会执行2次,第一次是生成R.java,参与javac编译,第二次是对res里面的资源文件进行编译,最后APKBuilder会把DEX文件与编译好的资源文件及DEX文件进行打包成APK,签名并安装至手机。整个流程下来,没有任何缓存,没有并发,也没有增量,每次构建都是一个全新的过程,所以每次构建时间也比较恒定,代码量,资源量越多,构建时间越慢。

参考文章:
http://www.jianshu.com/p/85c8ce13fcad
http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/8744683
https://developer.android.com/studio/build/index.html?hl=zh-cn

推荐阅读更多精彩内容