Android Overlay機(jī)制

前言

Android Overlay是一種資源替換機(jī)制赫段,它能在不重新打包apk的情況下花墩,實(shí)現(xiàn)資源文件的替換(res目錄非assert目錄),Overlay又分為靜態(tài)Overlay(Static Resource Overlay)與運(yùn)行時(shí)Overlay(Runtime Resource Overlay)。

源碼編譯流程簡介

Overlay的定制需要在源碼編譯環(huán)境中完成,所以先簡單介紹Android的源碼編譯流程戒努。
首先下載系統(tǒng)源碼,配置好編譯環(huán)境镐躲,然后進(jìn)入源碼根目錄储玫,在Linux shell終端中執(zhí)行以下步驟即可。

圖1-android源碼目錄結(jié)構(gòu)

按照google給出的編譯步驟如下:

  1. source build/envsetup.sh
    該步驟主要是將Shell腳本envsetup.sh中定義的一些函數(shù)命令加載到環(huán)境變量中萤皂,方便直接使用撒穷,source命令可替換成“.”命令。腳本文件的開頭說明如下:
圖2-envsetup.sh
  1. lunch
    該步驟主要是選擇平臺編譯選項(xiàng)裆熙,該命令會羅列出所有平臺編譯選項(xiàng)端礼,如下圖禽笑,輸入相應(yīng)數(shù)字即可
圖3-來自“手動編譯源碼”一文

參考圖1中l(wèi)unch命令說明,“build_varaint”可分為以下幾類:

build_varaint Description
eng 工程機(jī)蛤奥,具備root權(quán)限以及一些debug工具
user 用戶機(jī)蒲每,可正式銷售給用戶,無root權(quán)限喻括、debug權(quán)限
userdebug 在user的基礎(chǔ)上開放root、debug權(quán)限
  1. make
    執(zhí)行編譯贫奠,make命令會調(diào)用根目錄下的Makefile文件唬血,Makefile又包含 build/core/main.mk,main.mk又會包含build目錄下其他的makefile文件來完成編譯并打包得到系統(tǒng)鏡像文件唤崭。
    在這個(gè)編譯過程會將packages/apps目錄下的源碼項(xiàng)目通過AAPT打包成APK拷恨,存放至system/app或者system/priv-app目錄下,最后連同其他資源打包得到系統(tǒng)鏡像谢肾,當(dāng)然也可以將APK直接打包到系統(tǒng)鏡像腕侄。

靜態(tài)Overlay

靜態(tài)Overlay,簡稱為SRO芦疏,發(fā)生在編譯時(shí)冕杠,需要在Android系統(tǒng)源碼環(huán)境中進(jìn)行配置。

配置步驟

官方源碼示例Demo如下:
1.修改產(chǎn)品(backup應(yīng)用)的mk文件酸茴,添加如下代碼
示例文件路徑:
android-6.0.0_r1\device\sample\products\backup_overlay.mk

圖4-官方示例
PRODUCT_PACKAGE_OVERLAYS := device/sample/overlays/backup

其中分预,AndroidProducts.mk定義了哪些APP會被編譯打包,其他mk文件則是對應(yīng)APP的配置文件薪捍。
一般廠商都會有一些個(gè)性化定制的產(chǎn)品笼痹,會參照device目錄結(jié)構(gòu)創(chuàng)建一個(gè)vendor目錄,所以有的產(chǎn)品的overlay需要在這個(gè)vendor目錄中進(jìn)行修改酪穿。

2.在overlays目錄下添加對應(yīng)產(chǎn)品的overlay項(xiàng)目凳干,overlay項(xiàng)目實(shí)際上就是源項(xiàng)目剔除代碼和替換資源后的項(xiàng)目,注意包名路徑需要與源項(xiàng)目保持一致被济。

原理

實(shí)際上救赐,SRO的實(shí)現(xiàn)很簡單,只是在通過AAPT打包成APK時(shí)溉潭,通過-S命令多增加了一個(gè)資源目錄(overlay目錄)而已净响,我們平時(shí)打包APK只是通過AAPT -S指定了一個(gè)資源目錄,而Overlay又額外增加了一個(gè)資源目錄而已喳瓣。
AAPT -S命令可以指定多個(gè)資源目錄馋贤,overlay的資源將替換原res中的重名文件。

圖5-SRO

可見SRO在編譯成APK時(shí)已經(jīng)完成畏陕。

運(yùn)行時(shí)Overlay

運(yùn)行時(shí)Overlay配乓,簡稱RRO,顧名思義,該機(jī)制的資源替換發(fā)生在運(yùn)行時(shí)犹芹。

與SRO的區(qū)別
  1. RRO能直接定制替換第三方APK的資源崎页,而不需要其源碼。SRO如上節(jié)所述腰埂,則需要對應(yīng)APK的源碼才能完成飒焦,一般而言,第三方是不會提供項(xiàng)目源碼的屿笼。

  2. RRO的編譯結(jié)果會得到一個(gè)xxx_overlay.apk,加上原項(xiàng)目的apk牺荠,總共會有2個(gè)apk,而SRO最終只會得到一個(gè)已經(jīng)完成資源替換的apk驴一。得到的overlay.apk可以視為一個(gè)正常的apk休雌,因?yàn)樗鼙话惭b,含有自己的AndroidManifest.xml文件肝断,當(dāng)然正常下杈曲,overlay.apk是不含有執(zhí)行代碼的。

  3. RRO不能替換AndroidManifest.xml文件及reference resource 類型的文件胸懈,如layout担扑、anim、xml目錄中的xml文件趣钱。雖然RRO具有自己的AndroidManifest.xml文件魁亦,但它卻不能替換源項(xiàng)目中的AndroidManifest.xml文件。關(guān)于layout目錄中的xml文件羔挡,SRO是可以替換的洁奈。

       //以下幾種,就屬于reference resource
        Resources resources = getResources();
        XmlResourceParser  parser0 = resources.getXml(R.xml.test);
        XmlResourceParser  parser1 = resources.getLayout(R.layout.activity_main);
        XmlResourceParser  parser2 = resources.getAnimation(R.anim.test);
配置步驟

下面以創(chuàng)建Launcher3的RRO為例進(jìn)行說明

  1. 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目绞灼,包名命名為com.android.launcher3.overlay,事實(shí)上包名可以隨意命名利术,這樣命名可讀性高,一看包名就知道是哪個(gè)項(xiàng)目的overlay低矮。

  2. 編輯overlay項(xiàng)目的AndroidManifest.xml文件,文件內(nèi)容如下:

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
    package="com.android.launcher3.overlay"> 
    <overlay android:targetPackage="com.android.launcher3"  android:priority="1"/> 
</manifest>

其中印叁,
android:targetPackage:需要overlay的項(xiàng)目的包名
android:priority:設(shè)置overlay.apk的優(yōu)先級,值越大军掂,優(yōu)先級越高轮蜕,用于存在多個(gè)overlay.apk情況下的判斷。

  1. 替換相應(yīng)的res資源

  2. 編寫mk文件蝗锥,編譯跃洛、打包、簽名终议,并將生成的overlay.apk輸出到/vendor/overlay目錄下汇竭,其中簽名需要與源項(xiàng)目簽名一致葱蝗,否則不會生效。
    注意:
    把a(bǔ)pp放到vendor/overlay下面以后细燎,還要activate两曼,默認(rèn)是disable的
    activate有兩種方式:
    一種是overlay的app的清單文件中,overlay標(biāo)簽寫 isStatic="true"
    一種是加系統(tǒng)屬性ro.boot.vendor.overlay.theme=overlay的app的包名玻驻,分號分割

PS:沒有源碼環(huán)境悼凑,或者不懂mk文件,可以通過root手機(jī)璧瞬,直接將我們生成的overlay.apk直接push到/vendor/overlay目錄下劣摇,來測試RRO機(jī)制涝桅。
部分廠商可能更改了路徑镊尺,可通過adb shell pm path xxxx.overlay 查找到路徑悲立,前提是手機(jī)中已經(jīng)安裝了某個(gè)overlay的apk捺萌。

資源ID

我們知道資源文件在打包之后档冬,會在R.java文件中生成一個(gè)對應(yīng)的int類型資源id,這個(gè)id遵循以下的規(guī)則:
0xppttiiii
其中桃纯,
pp:01表示是系統(tǒng)資源酷誓,7f表示是應(yīng)用資源
tt:用于表示資源類型,如string态坦、array盐数、圖片資源等
iiii:用于表示相同類型的不同資源

原理

以我們常見的圖片資源訪問為例,當(dāng)我們在應(yīng)用層調(diào)用getDrawable方法的時(shí)候伞梯,會調(diào)用系統(tǒng)的getResource方法玫氢,該方法會根據(jù)資源id及設(shè)備配置信息(語言、像素密度等)來查找并返回合適的圖片資源谜诫。此處漾峡,我們只關(guān)注根據(jù)id來選擇資源。

如果id表明是系統(tǒng)資源喻旷,那么就會去framework-res.apk中查找并返回資源生逸,一般位于/system/framework目錄下,可root手機(jī)查看且预;如果是應(yīng)用資源則在overlay和app中查找并返回槽袄。

圖6-RRO流程
單個(gè)overlay包

當(dāng)對應(yīng)項(xiàng)目只有一個(gè)overlay包時(shí),那么查找資源時(shí)锋谐,會先從overlay.apk中進(jìn)行查找遍尺,查找成功直接返回,反之則從app中查找涮拗。

多個(gè)overlay包

當(dāng)對應(yīng)項(xiàng)目具有多個(gè)overlay包時(shí)狮鸭,會按照overlay包的優(yōu)先級從高到底依次進(jìn)行查找合搅,如果overlay包都查找失敗,才會到app中進(jìn)行查找歧蕉。
以訪問R.drawable.ic_01為例灾部,會先從overlay1包先查找,因?yàn)槠鋬?yōu)先級最高惯退,查找到則直接返回赌髓。
如果訪問R.drawable.ic_02,先從overlay1查找催跪,查找失敗锁蠕,接著從overlay2中查找,查找到直接返回懊蒸。
如果訪問R.drawable.ic_03荣倾,依次從overlay1,overlay2中查找骑丸,查找失敗舌仍,最后會從app中查找到,并返回通危。

總結(jié)

SRO實(shí)際上只是利用AAPT重新打包铸豁,發(fā)生在編譯時(shí);RRO菊碟,才是overlay機(jī)制的關(guān)鍵节芥,其本質(zhì)是Android系統(tǒng)的動態(tài)資源查找機(jī)制。
實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中逆害,Overlay機(jī)制一般用于手機(jī)廠商為不同運(yùn)營商做客制化定制头镊,或者做主題換膚;一般魄幕,第三方應(yīng)用是無法享受該機(jī)制的拧晕,除非與手機(jī)廠商合作,不過應(yīng)用層現(xiàn)在也有了換膚框架Android-Skin-Loader梅垄,其本質(zhì)也是利用Android的資源查找機(jī)制厂捞。

【參考文章】
Sony contributes Runtime Resource Overlay framework to Android
make file
Android源碼編譯流程
https://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-android-build/index.html

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