【朝花夕拾】Android性能篇之（四）Apk打包

前言

? ? ? ? APK枯饿，即Android Package择卦，是將android程序和資源整合在一起捐名，形成的一個.apk文件纽甘。相信所有的Android程序員是在IDE的幫助下勉躺，完成打包輕而易舉疹味，但對打包流程真正清楚的可能并不多谎柄。本章的內(nèi)容比較簡單觉鼻，也是非晨剐ǎ基礎(chǔ)的內(nèi)容棋凳，但是對理解android應(yīng)用的結(jié)構(gòu)卻有很大的幫助。筆者寫這篇文章的目的连躏，一方面是為了彌補這方面的盲點剩岳，回顧和梳理apk打包方面的理論知識點；第二方面入热，是為了給后續(xù)寫Android虛擬機知識做鋪墊拍棕，進而去研究android的性能優(yōu)化，這也是把這篇文章放到Android性能優(yōu)化系列文章當(dāng)中的原因勺良；第三方面绰播，也是為了方便讀者理解Android虛擬機的相關(guān)內(nèi)容。

? ? ? ?對于在IDE尚困，如Android Studio上操作打包的過程蠢箩，本文不做演示事甜，對于更深入的源碼分析谬泌，也不在本文討論之列，出于前面說到的原因逻谦，本文只簡單闡述其打包流程呵萨，本文主要內(nèi)容如下：

一、apk構(gòu)建流程圖

? ? ? ?以下截圖為Google官方提供的詳細(xì)的apk構(gòu)建過程圖跨跨，其中包含了各個環(huán)節(jié)所用到的工具和中間相關(guān)的文件潮峦。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?apk構(gòu)建過程（綠色部分為對應(yīng)環(huán)節(jié)工具，藍色部分為相關(guān)文件）

二勇婴、構(gòu)建過程中所用工具

? ? ? ? 如下截圖展示了apk構(gòu)建過程中所使用的部分工具忱嘹，這些工具大部分都在sdk/build-tools/文件夾下：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 代碼混淆所用工具

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?打包所用工具所在的jar包

三、apk打包流程詳解

? ? ? ?依據(jù)如上的流程圖和工具圖耕渴，下面咱們按照流程順序?qū)ζ溥M行講解拘悦。

1、aapt打包資源

? ? ? 工具：aapt（Android Asset Package Tool Android資源打包工具）

? ? ? 工具路徑：sdkpath/build-tools/版本號/aapt.exe和aapt2.exe

? ? ? 輸入：Android資源文件橱脸、AndroidManifest.xml

? ? ? 輸出： R.java類础米、二進制的resource.arsc分苇，res文件夾（包括二進制的xml、沒被改變的圖片和res/raw文件）屁桑、二進制的AndroidManifest.xml文件医寿、沒有改變的assets文件夾。

? ? ? ? Android的資源文件包含了兩類：1）assets類資源蘑斧。該類資源放在工程目錄的assets根目錄下靖秩，存放一些原始文件，這些文件不會被編譯為二進制文件竖瘾，而是被原封不動地打包在apk文件中沟突，同樣也不能通過資源ID來查找，不保存在R文件中捕传。2）res類資源惠拭，10種目錄。這類資源保存在工程目錄中的res目錄下庸论，包含了animator（屬性動畫資源）职辅、anim（補間動畫資源）、color（對象顏色狀態(tài)選擇資源）葡公、drawable（xml或Bitmap文件的圖像資源）罐农、layout（布局文件資源）条霜、menu（程序菜單資源）催什、mipmap（圖標(biāo)資源，推薦閱讀：drawable與mipmap的區(qū)別）宰睡、raw（不被編譯成二進制文件的資源蒲凶，注意和assets資源的區(qū)別，推薦閱讀：assets和raw的區(qū)別）拆内、values（6種不同的值：數(shù)組arrays.xml旋圆、顏色值colors.xml、尺寸dimens.xml麸恍、字符串strings.xml和樣式值styles.xml）灵巧、xml（描述應(yīng)用程序配置信息的資源）。

? ? ? ?如下截圖展示了R.java的內(nèi)容抹沪，其中包含了各種靜態(tài)內(nèi)部類刻肄，分別對應(yīng)了某種資源的類型。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? R.java結(jié)構(gòu)圖

? ? ? ?以R.string類為例融欧，其中展示了字符串名稱對應(yīng)的id值敏弃，就是對應(yīng)在res/values文件夾下，string字符串資源噪馏。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? R.string結(jié)構(gòu)圖

? ? ? 推薦閱讀：apk打包安裝過程

2麦到、aidl生成跨進程通信的java文件

? ? ? 工具：aidl（Android Interface Definition Language安卓接口定義語言）

? ? ? 工具路徑：sdkpath/build-tools/版本號/aidl.exe

? ? ? 輸入：aidl后綴的文件绿饵，位于工程項目src/main/aidl目錄下

? ? ? 輸出：可用于進程間通信的C/S端java代碼，位于build/generated/source/aidl

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?工程項目中的aidl原始文件

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?aidl工具處理后生成的java文件

3瓶颠、Java編譯源碼

? ? ? 工具：javac.exe

? ? ? 工具路徑：jdk/bin/javac.exe

? ? ? 輸入：java source文件夾拟赊、aapt中生成的R.java文件、aidl生成的java文件步清、BuildConfig.java文件

? ? ? 輸出：對于gradle編譯要门，生成的class文件保存在build/intermediates/classes里

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?BuildConfig.java和R.java文件

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 輸出的class文件

4、proguard代碼混淆

? ? ? ?完成javac編譯之后廓啊，一般還會對其進行代碼的混淆欢搜，其實就是類似于加密的功能，作用就是增加反編譯的難度谴轮，同時也將一些代碼的命名進行了縮短炒瘟，減少代碼占用的空間。推薦閱讀：Android代碼混淆零基礎(chǔ)入門第步。

? ? ? 工具：ProGuard

? ? ? 工具路徑：sdk/tools/proguard/bin/proguard.bat

? ? ? 輸入：被編譯過的class文件疮装、混淆配置文件proguard-rules.pro

? ? ? 輸出：被混淆過的.class文件、混淆前后映射文件

5粘都、將所有.class文件轉(zhuǎn)化為classes.dex文件

? ? ? 工具：dx.bat

? ? ? 工具路徑：sdkpath/build-tools/版本號/dx.bat

? ? ? 輸入：編譯后生成的所有.class文件廓推、第三方庫和.class文件

? ? ? 輸出：可以在Android虛擬機上使用的.dex文件

? ? ? ? 調(diào)用dx.bat將所有的class文件轉(zhuǎn)化為classes.dex文件，將二進制碼轉(zhuǎn)化為Android虛擬機（Android4.4以前虛擬機是Dalvik翩隧，4.4上是Dalvik和ART可以切換樊展、Android5.0及以后是ART）上的字節(jié)碼、生成常量池堆生、消除冗余數(shù)據(jù)等专缠。由于Android虛擬機是一種針對嵌入式設(shè)備而特殊設(shè)計的java虛擬機，所有dex文件與標(biāo)準(zhǔn)的class文件在結(jié)構(gòu)設(shè)計上有著很大的區(qū)別淑仆，當(dāng)javac將java程序編譯成class后涝婉，dx工具將所有的class文件整合到一個dex文件中，這樣做使得各個類能夠共享數(shù)據(jù)蔗怠，在一定程度上降低了容易墩弯，同時也使文結(jié)構(gòu)更加緊湊，實驗表明寞射，dex文件時傳統(tǒng)jar文件的50%左右渔工。class文件結(jié)構(gòu)和dex文件結(jié)構(gòu)比對如下（該部分還會在后文講Android虛擬機時提到）：