APK文件結(jié)構(gòu)
Android應(yīng)用是用Java編寫的羔巢，利用Android SDK編譯代碼檩小，并且把所有的數(shù)據(jù)和資源文件打包成一個APK (Android Package）文件，這是一個后綴名為.apk的壓縮文件杜耙，APK文件中包含了一個Android應(yīng)用程序的所有內(nèi)容搜骡，是Android平臺用于安裝應(yīng)用程序的文件。APK就是一個zip壓縮包记靡，解開這個APK包我們可以看到以下的結(jié)構(gòu)：
Figure 1 APK文件結(jié)構(gòu)
1)???????assets目錄：用于存放需要打包到APK中的靜態(tài)文件，和res的不同點在于寸痢，assets目錄支持任意深度的子目錄啼止，用戶可以根據(jù)自己的需求任意部署文件夾架構(gòu)兵罢，而且res目錄下的文件會在.R文件中生成對應(yīng)的資源ID趣些，assets不會自動生成對應(yīng)的ID坏平，訪問的時候需要AssetManager類舶替。
2)???????lib目錄：這里存放應(yīng)用程序依賴的native庫文件顾瞪，一般是用C/C++編寫，這里的lib庫可能包含4中不同類型惕橙，根據(jù)CPU型號的不同钉跷，大體可以分為ARM爷辙，ARM-v7a，MIPS栓始，X86血当，分別對應(yīng)著ARM架構(gòu)歹颓，ARM-V7架構(gòu)巍扛，MIPS架構(gòu)和X86架構(gòu)吠昭，這些so庫在APK包中的構(gòu)成如下圖Figure2：
Figure 2 lib目錄結(jié)構(gòu)
其中矢棚，不同的CPU架構(gòu)對應(yīng)著不同的目錄，每個目錄中可以放很多對應(yīng)版本的so庫，且這個目錄的結(jié)構(gòu)固定申窘，用戶只能按照這個目錄存放自己的so庫孔轴。目前市場上使用的移動終端大多是基于ARM或者ARM-V7a架構(gòu)的剃法，X86和MIPS架構(gòu)的移動智能終端比較少路鹰，所以有些應(yīng)用程序lib目錄下只包含armeabi目錄或者armeabi-v7a目錄，也就是說晋柱，這四個目錄要根據(jù)CPU的架構(gòu)來選优构，而市面上ARM架構(gòu)的手機占大多數(shù)趣斤，所以一般的APK只包含ARM和ARM-V7a的so俩块。
3)???????res目錄：res是resource的縮寫，這個目錄存放資源文件，存在這個文件夾下的所有文件都會映射到Android工程的.R文件中送火，生成對應(yīng)的ID，訪問的時候直接使用資源ID即R.id.filename，res文件夾下可以包含多個文件夾，其中anim存放動畫文件没隘；drawable目錄存放圖像資源；layout目錄存放布局文件；values目錄存放一些特征值瑰妄，colors.xml存放color顏色值陷嘴，dimens.xml定義尺寸值，string.xml定義字符串的值间坐，styles.xml定義樣式對象灾挨；xml文件夾存放任意xml文件邑退，在運行時可以通過Resources.getXML()讀取涨醋；raw是可以直接復(fù)制到設(shè)備中的任意文件瓜饥，他們無需編譯。
4)???????META-INF目錄：保存應(yīng)用的簽名信息浴骂，簽名信息可以驗證APK文件的完整性。AndroidSDK在打包APK時會計算APK包中所有文件的完整性宪潮，并且把這些完整性保存到META-INF文件夾下溯警，應(yīng)用程序在安裝的時候首先會根據(jù)META-INF文件夾校驗APK的完整性，這樣就可以保證APK中的每一個文件都不能被篡改狡相。以此來確保APK應(yīng)用程序不被惡意修改或者病毒感染梯轻，有利于確保Android應(yīng)用的完整性和系統(tǒng)的安全性。META-INF目錄下包含的文件有CERT.RSA尽棕，CERT.DSA喳挑，CERT.SF和MANIFEST.MF，其中CERT.RSA是開發(fā)者利用私鑰對APK進行簽名的簽名文件滔悉，CERT.SF伊诵，MANIFEST.MF記錄了文件中文件的SHA-1哈希值。
5)???????AndroidManifest.xml：是Android應(yīng)用程序的配置文件回官，是一個用來描述Android應(yīng)用“整體資訊”的設(shè)定文件曹宴，簡單來說，相當(dāng)于Android應(yīng)用向Android系統(tǒng)“自我介紹”的配置文件歉提，Android系統(tǒng)可以根據(jù)這個“自我介紹”完整地了解APK應(yīng)用程序的資訊笛坦，每個Android應(yīng)用程序都必須包含一個AndroidManifest.xml文件，且它的名字是固定的苔巨，不能修改版扩。我們在開發(fā)Android應(yīng)用程序的時候，一般都把代碼中的每一個Activity侄泽，Service礁芦，Provider和Receiver在AndroidManifest.xml中注冊，只有這樣系統(tǒng)才能啟動對應(yīng)的組件蔬顾，另外這個文件還包含一些權(quán)限聲明以及使用的SDK版本信息等等宴偿。程序打包時，會把AndroidManifest.xml進行簡單的編譯诀豁，便于Android系統(tǒng)識別窄刘，編譯之后的格式是AXML格式，如下圖Figure3所示：
Figure 3 AXML格式
axml頭：其中的axml頭是固定標識axml文件的舷胜，其值固定時0x00080003娩践。
axml文件長度：標識axml文件的大小活翩。
StringDataSegment：xml文件中所有字符串類型保存在此。
ResourceIdSegment：xml文件中聲明的資源文件ID保存于此翻伺。
XmlContentSegment：是xml的內(nèi)容段材泄，按照xml文件中的結(jié)構(gòu)依次排開，保存xml的數(shù)據(jù)內(nèi)容吨岭。
6)???????classes.dex：
傳統(tǒng)的Java程序拉宗，首先先把Java文件編譯成class文件，字節(jié)碼都保存在了class文件中辣辫，Java虛擬機可以通過解釋執(zhí)行這些class文件旦事。而Dalvik虛擬機是在Java虛擬機進行了優(yōu)化，執(zhí)行的是Dalvik字節(jié)碼急灭，而這些Dalvik字節(jié)碼是由Java字節(jié)碼轉(zhuǎn)換而來姐浮，一般情況下，Android應(yīng)用在打包時通過AndroidSDK中的dx工具將Java字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為Dalvik字節(jié)碼葬馋。dx工具可以對多個class文件進行合并卖鲤，重組，優(yōu)化畴嘶，可以達到減小體積蛋逾，縮短運行時間的目的。dx工具的轉(zhuǎn)換過程如圖所示：
Figure 4 dx工具把.class文件轉(zhuǎn)換成dex文件
如圖Figure 4掠廓，dx工具把每個.class文件的每個區(qū)域的內(nèi)容進行去重换怖，重組，優(yōu)化重排后生成dex文件蟀瞧，生成的dex文件可以在Dalvik虛擬機執(zhí)行沉颂，且速度比較快。
7)???????resources.arsc：用來記錄資源文件和資源ID之間的映射關(guān)系悦污，用來根據(jù)資源ID尋找資源铸屉。Android的開發(fā)是分模塊的，res目錄專門用來存放資源文件切端，當(dāng)在代碼中需要調(diào)用資源文件時彻坛，只需要調(diào)用findviewbyId()就可以得到資源文件，每當(dāng)在res文件夾下放一個文件踏枣，aapt就會自動生成對應(yīng)的ID保存在.R文件昌屉，我們調(diào)用這個ID就可以，但是只有這個ID還不夠茵瀑，.R文件只是保證編譯程序不報錯间驮，實際上在程序運行時，系統(tǒng)要根據(jù)ID去尋找對應(yīng)的資源路徑马昨，而resources.arsc文件就是用來記錄這些ID和資源文件位置對應(yīng)關(guān)系的文件竞帽。
APK安裝過程
Adroid的應(yīng)用安裝涉及到如下幾個目錄：
/data/app：存放用戶安裝的APK的目錄扛施，安裝時，把APK拷貝于此屹篓。
/data/data：應(yīng)用安裝完成后疙渣，在/data/data目錄下自動生成和APK包名（packagename）一樣的文件夾，用于存放應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)堆巧。
/data/dalvik-cache：存放APK的odex文件妄荔，便于應(yīng)用啟動時直接執(zhí)行。
具體安裝過程如下：
首先恳邀，復(fù)制APK安裝包到/data/app下懦冰，然后校驗APK的簽名是否正確，檢查APK的結(jié)構(gòu)是否正常谣沸，進而解壓并且校驗APK中的dex文件，確定dex文件沒有被損壞后笋颤，再把dex優(yōu)化成odex乳附，使得應(yīng)用程序啟動時間加快，同時在/data/data目錄下建立于APK包名相同的文件夾伴澄，如果APK中有l(wèi)ib庫赋除，系統(tǒng)會判斷這些so庫的名字，查看是否以lib開頭非凌，是否以.so結(jié)尾举农，再根據(jù)CPU的架構(gòu)解壓對應(yīng)的so庫到/data/data/packagename/lib下。
APK安裝的時候會把DEX文件解壓并且優(yōu)化位odex敞嗡，odex的格式如Figure 5圖所示：
Figure 5 odex文件格式
odex在原來的dex文件頭添加了一些數(shù)據(jù)颁糟，在文件尾部添加了程序運行時需要的依賴庫和輔助數(shù)據(jù)，使得程序運行速度更快喉悴。
