Android 开发应该掌握的 Proguard 技巧

96
Android高级架构
2018.11.28 20:33* 字数 2915

Proguard介绍

Proguard被人们熟知的是它的混淆功能,根据Proguard帮助文档的描述,Proguard可以对Java class 文件进行shrink,optimize,obfuscate和preveirfy。obfuscate(混淆)只是其中之一。简要的介绍下这四个功能:

压缩(Shrink): 检测和删除没有使用的类,字段,方法和特性

优化(Optimize) : 分析和优化Java字节码

混淆(Obfuscate): 使用简短的无意义的名称,对类,字段和方法进行重命名

预检(Preveirfy): 用来对Java class进行预验证(预验证主要是针对JME开发来说的,Android中没有预验证过程,默认是关闭)

补充说明:根据proguard-android-optimize.txt对optimize的描述,在Android中使用该功能是有潜在风险的,并不能保证在所有版本的Dalvik虚拟机上正常运行,该选项默认是关闭的,如果开启,请做好全面的测试。在Android项目中,我们在相应module下的build.gradle文件中会看到

 buildTypes {
 release {
 minifyEnabled true
 proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
 }
 }

其中 minifyEnabled 为true是开启Proguard的功能,false是关闭。

Proguard工作流程

Prouguard的工作流程如下图所示:

可以看出, Proguard工作流程是对输入的jars经过shrink->optimize->obfuscate->preveirfy依次处理,图中library jars是input jars运行所依赖的包,比如Java运行时的rt.jar,Android运行时android.jar,这些jars在上述处理过程中不会有任何改变,仅是作为输入jars的依赖。

大家可能会有一个疑问,Proguard是怎么知道哪些类,方法,成员变量等是无用的呢,这就要说到Entry Point(入口点),我们在配置文件(包括默认的proguard-android.txt)中写入的一系列-keep选项,都会作为Entry Point,Proguard把这些Entry Points作为搜索的入口,进行递归检索,以此来确定哪些部分未使用到。类似于hotspot虚拟机对可回收对象的判定,从GC Roots出发,进行可达性的判断,不可达的为可回收对象。Entry Points非常重要,Proguard的压缩,优化,混淆功能是以Entry Point作为依据的(预检不需要以此为依据)。

在压缩过程中,Proguard从Entry Points出发,递归检索,删除那些没有使用到的类和类的成员,在接下来的优化过程中,那些非Entry Points的类和方法会被设置成private,static或final,没有使用到的参数会被移除,有些方法可能会被标记为内联的,在混淆过程中,会对非EntryPoint的类和类的成员进行重命名,也就是用其它无意义的名称代替。我们在配置文件中用-keep保留的部分属于Entry Point,所以不会被重命名。

Proguard配置文件的依据

说起重命名,为什么需要保留一些类和类的成员(方法和变量)不被重命名呢 ? 原因是Proguard对class文件经过一系列处理后,能保证功能上和原来是一样的,但有些情况它却不能良好的处理,比如我们代码中有些功能依赖于它们原来的名字,如反射功能,native调用(函数签名)等,如果换成其它名字,会出现找不到,不对应的情况,可能引起程序崩溃,或者我们的对外提供了一些功能,必须保持原来的名字,才能保证其它依赖这些功能的模块能正确的运行等。

这就是我们为什么要配置-keep选项的原因之一,还有一个原因是我们要用-keep告诉Proguard程序的入口(带有-keep的选项都会作为Entry Point),以此来确定哪些是未被使用的类和类的成员,方法等,并删除它们,因此,我们要针对我们的项目配置对应的选项。当然Proguard不仅提供了-keep选项,还有一些其它配置选项,比如-dontoptimize 对输入的Java class 文件不进行优化处理,-verbose 生成混淆后的映射文件等。下面介绍一下app中proguard文件的常用配置和项目中可能会用到的指令。更多详细的用法,可以参考Proguard帮助文档。

编写Proguard配置文件

第1条是可以作为Android App的配置模板的(默认的proguard-android.txt文件里的配置没有列举出来),基本所有的app都会用到。

通用配置

#代码混淆压缩比,在0~7之间,默认为5,一般不做修改 
-optimizationpasses 5
#把混淆类中的方法名也混淆了
-useuniqueclassmembernames
#优化时允许访问并修改有修饰符的类和类的成员 
-allowaccessmodification
# 避免混淆内部类、泛型、匿名类
-keepattributes InnerClasses,Signature,EnclosingMethod
#抛出异常时保留代码行号 
-keepattributes SourceFile,LineNumberTable
#重命名抛出异常时的文件名称为"SourceFile"
-renamesourcefileattribute SourceFile
#保持所有实现 Serializable 接口的类成员
-keepclassmembers class * implements java.io.Serializable {
 static final long serialVersionUID;
 private static final java.io.ObjectStreamField[] serialPersistentFields;
 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream);
 private void readObject(java.io.ObjectInputStream);
 java.lang.Object writeReplace();
 java.lang.Object readResolve();
}
#保留我们使用的四大组件,自定义的Application等等这些类不被混淆 
#因为这些子类都有可能被外部调用 
-keep public class * extends android.app.Activity 
-keep public class * extends android.app.Appliction 
-keep public class * extends android.app.Service 
-keep public class * extends android.content.BroadcastReceiver 
-keep public class * extends android.content.ContentProvider 
-keep public class * extends android.app.backup.BackupAgentHelper 
-keep public class * extends android.preference.Preference 
#保留support下的所有类及其内部类
-keep class android.support.** {*;}
# 保留继承的support类
-keep public class * extends android.support.v4.**
-keep public class * extends android.support.v7.**
-keep public class * extends android.support.annotation.**
#保留我们自定义控件(继承自View)不被混淆
-keep public class * extends android.view.View{
 *** get*();
 void set*(***);
 public <init>(android.content.Context);
 public <init>(android.content.Context, android.util.AttributeSet);
 public <init>(android.content.Context, android.util.AttributeSet, int);
}
#Fragment不需要在AndroidManifest.xml中注册,需要额外保护下
-keep public class * extends android.app.Fragment
# 保持测试相关的代码
-dontnote junit.framework.**
-dontnote junit.runner.**
-dontwarn android.test.**
-dontwarn android.support.test.**
-dontwarn org.junit.** 

下面是针对我们App的配置。

1. 实体类需要保留

我们需要保留实体类的get和set方法(反射会用到),boolean类型的get方法是isXXX,不要忘记保留。

 -keep public class com.dev.example.entity.** {
 public void set*(***);
 public *** get*();
 public *** is*();
 }

如果所有的实体类在一个包下的话,上面的配置只用写一遍就可以了。可是实际中我们更多的是以业务来划分包名的,于是我们还可以这样配置(实体类的类名一定要含有"Model")

<pre style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: inherit; font-family: inherit; vertical-align: baseline; word-break: break-word;">

-keep public class **.*Model*.** {
 public void set*(***);
 public *** get*();
 public *** is*();
}

2. 对内部类的处理

如果项目中使用了内部类,要对其进行保留。

  1. 保留写在某个类里面的所有内部类。下面表示写在类A里面的内部类都会被保留($符号是用来分割内部类与其母体的标志),什么意思呢,比如类A里面有一个内部类B,而B里面也有个内部类C,这时,B和C都会被保留,以此类推,对多重嵌套的情况,都会被保留(当然我们写代码也不会写出这么深层级的内部类出来),这里的内部类包含静态内部类,非静态内部类,不包含匿名内部类,如果是匿名内部类,只会保留其方法和成员变量(其继承的类或实现的接口的名字会被混淆),另外如果对应的类被保留,在该类里面定义的接口也会被保留,{*;}匹配该类里面的所有部分。
-keep class com.dev.example.A$* { *; }

  1. 保留写在某个内部类里面所有的内部类。这话听着有点绕口,举个例子,类A里面有个内部类B,下面表示写在类B里面的内部类都会被保留。此时,类B像上面第一点所举得类A一样,有点递归意思在里面。还有就是此时类B的名字不会被混淆,但里面的方法和成员变量会被混淆,如果其它地方没有对类B的方法和成员变量进行保留的话。
-keep class com.dev.example.A$B$* { *; }

3. 对webView进行处理

 -keepclassmembers class fqcn.of.javascript.interface.for.webview {
 public *;
}
-keepclassmembers class * extends android.webkit.webViewClient {
 public void *(android.webkit.WebView, java.lang.String, android.graphics.Bitmap);
 public boolean *(android.webkit.WebView, java.lang.String);
}
-keepclassmembers class * extends android.webkit.webViewClient {
 public void *(android.webkit.webView, jav.lang.String);
}

4. 保留js调用的原生方法

如果我们的app中涉及到和h5交互,需要保留js调用的原生方法。

# Keep JavascriptInterface
-keepclassmembers class ** {
 @android.webkit.JavascriptInterface public *;
}

5. 对含有反射类的处理

有时候项目中有些类不是实体类,但仍然用到反射功能,如Class.forName("xxx"),这是我们需要保留的。比如这些类在com.dev.example包下,可以通过下面的配置进行保留。

-keep class com.dev.example.* { *; }

另外上面只是保留了该包下的类,如果该包下还有子包,则子包的类仍然会被混淆,

如果想保留该包下子包的类,我们可以如下配置(**能匹配本包和所含子包,其中子包也可以含有子包)

-keep class com.dev.example.**{ *; }

6. 常见的自定义的配置

1.保留某个特定的类

#保留Test类
-keep public class com.dev.example.Test { *; }

2.保留某个类的子类

#保留继承了AbstractClass的子类
-keep class * extends com.dev.example.AbstractClass{*;}

3.保留接口的实现类

#保留实现了Callable接口的类
-keep class * implements Callable{*;}

4.保留类的特定部分

保留TaskRepository类的所有构造方法,变量和普通方法。

-keep class com.dev.example.TaskRepository{
 <init>; //匹配所有构造器
 <fields>; //匹配所有域
 <methods>; //匹配所有方法
}

还可以保留的更具体一点,如下所示

-keepclassmembers com.dev.example.TaskRepository{
 // 保留该类的修饰符是public且有一个参数(类型是String)的构造方法
 public <init>(java.lang.String);
 // 保留该类的所有修饰符是public且返回类型void的方法
 public void *(**); 
 // 保留该类的具体某一个方法 
 public String getUserName(); 
}

7. 对于第三方依赖库的处理

下面给出几个例子,用到具体第三发依赖库的时候,对应的文档会给出相应配置的。

#okhttp
-dontwarn com.squareup.okhttp.**
-dontwarn com.squareup.okhttp3.**
-keep class com.squareup.okhttp3.** { *;}
-dontwarn okio.**
#retroift
-dontwarn retrofit2.**
-keep class retrofit2.** { *; }
-keepattributes Signature
-keepattributes Exceptions
# fresco SDK
-keep,allowobfuscation @interface com.facebook.common.internal.DoNotStrip
# Do not strip any method/class that is annotated with @DoNotStrip
-keep @com.facebook.common.internal.DoNotStrip class *
-keepclassmembers class * {
 @com.facebook.common.internal.DoNotStrip *;
}
#rx
-dontwarn rx.**
-keep class rx.** { *;}
#keep GSON stuff
-keep class sun.misc.Unsafe { *; }
-keep class com.google.gson.** { *; }
#ButterKnife
-keep class butterknife.** { *; }
-dontwarn butterknife.internal.**
-keep class **$ViewBinder { *; }
-keepclasseswithmembernames class * {
 @butterknife.* <fields>;
}
-keepclasseswithmembernames class * {
 @butterknife.* <methods>;
}
#enventbus
-keep class org.greenrobot.eventbus.** { *;}
-dontwarn org.greenrobot.eventbus.**
-keepclassmembers class ** {另外说一下
 public void onEvent*(**);
}
# Bugly
-dontwarn com.tencent.bugly.**
-keep public class com.tencent.bugly.**{*;}
# aliyun push
-keepclasseswithmembernames class ** {
 native <methods>;
}
# QQ share SDK
-dontwarn com.tencent.**
-keepnames class com.tencent.** {*;}
# sina share SDK
-dontwarn com.sina.**
-keepnames class com.sina.** {*;}
# umeng SDK
-keep public class * extends com.umeng.**
-dontwarn com.umeng.**
-keep class com.umeng.** { *; }

其它

还有关于多module项目的配置,一种方法是关闭子module的Proguard功能,在我们主app的proguard-rules.pro文件中配置所有module的配置选项。这样会使主app的proguard配置文件变得比较杂乱,如果业务发展过程中,某个子module的功能不需要了,还要在主app的配置文件中找到对应子module的配置,并删除它们,不建议使用。另一种方式是各个module配置好自己的配置文件,要注意的是,子module中制定配置文件的方式如下所示:

buildTypes {
 release {
 consumerProguardFiles 'proguard-rules.pro'
 }
 }

子module是通过consumerProguardFiles来指定配置文件的,而不是proguardFiles。

在导出包时,如果发现有很多could not reference class之类的warning信息,确认app在运行时和这些warning没有任何关系,可以配置-dontwarn选项,就不会提示这些warning信息了。

到这里Proguard配置部分基本已经说完了。Proguard是对class字节码文件进行操作的,有时我们还想对资源文件进行混淆,比较成熟的是微信的资源混淆文件方案,由于本次讨论的重点不是这个,不再多说。

检查混淆和追踪异常

开启Proguard功能,则每次构建时 ProGuard 都会输出下列文件:

  • dump.txt
  • 说明 APK 中所有类文件的内部结构。
  • mapping.txt
  • 提供原始与混淆过的类、方法和字段名称之间的转换。
  • seeds.txt
  • 列出未进行混淆的类和成员。
  • usage.txt
  • 列出从 APK 移除的代码。

这些文件保存在/build/outputs/mapping/release/ 中。我们可以查看seeds.txt里面是否是我们需要保留的,以及usage.txt里查看是否有误删除的代码。mapping.txt文件很重要,由于我们的部分代码是经过重命名的,如果该部分出现bug,对应的异常堆栈信息里的类或成员也是经过重命名的,难以定位问题。我们可以用 retrace 脚本(在 Windows 上为 retrace.bat;在 Mac/Linux 上为 retrace.sh)。它位于/tools/proguard/ 目录中。该脚本利用 mapping.txt文件和你的异常堆栈文件生成没有经过混淆的异常堆栈文件,这样就可以看清是哪里出问题了。使用 retrace 工具的语法如下:

retrace.bat|retrace.sh [-verbose] mapping.txt [<stacktrace_file>]

例如:

retrace.bat -verbose mapping.txt obfuscated_trace.txt

这篇文章参考了Proguard相关文档和几篇写的好的博客,旨在介绍在Android中Proguard的使用,以及解释大家在理解Proguard中可能会遇到的一些点,希望能有所帮助。

最后

感谢你到这里,喜欢的话请帮忙点个赞让更多需要的人看到哦。更多Android进阶技术,面试资料系统整理分享,职业生涯规划,产品,思维,行业观察,谈天说地。可以加Android架构师群;701740775。

日记本
Web note ad 1