前言
HI，欢迎来到《每周一博》。今天是一月第一周，也是2019年的第一周，今天我给大家介绍下APK的结构。
APK其实就是个压缩文件，我们把后缀改成ZIP之后解压就可以看到里面的内容主要有如下部分：
1.AndroidManifest.xml
该文件是每个应用都必须包含的，它描述了应用的名字，版本，权限，引用的库文件等等信息。APK中的AndroidManifest.xml是二进制文件，直接打开是乱码，需要反编译。
2.META-INF目录
META-INF目录下存放的是签名信息，用来保证apk包的完整性和系统的安全。打包时会对所有要打包的文件做一个校验计算，并把计算结果放在META-INF目录下。这就保证了apk包里的文件不能被随意替换。比如拿到一个apk包后，如果想要替换里面的一幅图片，一段代码， 或一段版权信息，想直接解压缩，替换再重新打包，基本是不可能的。如此一来就给病毒感染和恶意修改增加了难度，有助于保护系统的安全。
3.classes.dex文件
classes.dex是java源码编译后生成的java字节码文件。安卓的虚拟机解析的是dex文件而不是class。dex文件中各个类能够共享数据，在一定程度上降低了冗余，也使得文件结构更加经凑，节省体积。
4.resources.arsc
resources.arsc是编译后的二进制资源文件，它是一个映射表，映射着资源和id，通过R文件中的id就可以找到对应的资源。
5.res目录
res目录存放资源文件，包括图片，字符串等等，像layout，drawable中的xml文件也都是经过编译的，直接打开是乱码，需要使用apktools才能查看。
6.lib目录
lib目录下存放的是一些so文件，如果代码中没有so就没有该目录。
7.assets目录
assets目录下是一些配置文件，也可以是资源，这里的xml文件不会经过编译，如果代码中没有assets也不会有该目录。
编译APK主要有如下几步：
- 根据资源文件和AndroidManifest.xml生成R.java文件
- 编译AIDL，生成对应的java文件，没有则跳过
- 编译工程源码（主项目和库），同时上边生成的R文件和AIDL生成的Java文件也会被编译生成相应的class文件
- 将class文件打包生成dex文件
- 将资源文件打包，生成初始的apk
- 将生成的dex文件加入到apk中生成未签名的包
- 对apk进行签名
- 将签名后的apk进行对齐处理，目的是减少程序运行时对内存的占用
这里有几个图可以帮助理解下。
本文介绍了APK的基本结构，下周会介绍APK的具体打包过程，感谢大家的阅读，我们下周再见。
前言
HI，欢迎来到《每周一博》。今天是一月第二周，我给大家介绍下APK的打包过程。这篇文章是在上一篇《APK结构介绍》的基础上进行实践，先上一张详细的打包流程图。
接下来我们用工具手动打包一个Android项目。
1. 配置环境变量
我们用到的工具在build-tools目录下的不同版本中。
AAPT_HOME=/Users/peizhifei/Library/Android/sdk/build-tools/27.0.3/
export AAPT_HOME
export PATH=$PATH:$AAPT_HOME
创建一个测试项目，然后拷贝/Users/peizhifei/Library/Android/sdk/platforms/android-27/android.jar到项目根目录
2. 创建辅助目录
进入项目下面，生成gen存放R文件，build放过程文件，out放输出文件。
cd app/src/main/
mkdir -p app/src/main/{gen,build,out}
3. 生成R文件
要使用aapt工具，输入Manifest和res和android.jar来生成R文件。
aapt p -f -M ./app/src/main/AndroidManifest.xml
-I android.jar -S ./app/src/main/res/ -J ./app/src/main/gen/ -m
aapt命令参数含义：
-f : #如果编译出来的文件已经存在，强制覆盖
-M : AndroidManifest.xml 的路径
-I : android.jar的路径
-S : 资源文件res 文件夹路径
-J :生成 R.java 的输出目录
-m : 让生成包的目录放在 -J 参数指定的目录
成功后可以再gen文件下会生成相应的R.java文件。
4. 编译aidl文件
通过aidl工具就可以将aidl文件编译成java文件。
aidl -Iapp/src app/src/main/aidl/com/example/peizhifei/myapplication/IMyAidlInterface.aidl
注意-Iapp/src之间是没有空格的。
5. 编译生成class文件
这一步就是用javac将项目中所有的java文件编译成class文件。
javac -source 1.8 -target 1.8 -encoding UTF-8
-bootclasspath android.jar -d app/src/main/build/
app/src/main/java/com/example/peizhifei/myapplication/*.java
app/src/main/gen/com/example/peizhifei/myapplication/*.java
app/src/main/aidl/com/example/peizhifei/myapplication/*.java
命令参数含义如下：
-encoding ：编码方式，这里设置UTF-8；
-bootclasspath :引导类文件的路径，这里需要使用到android.jar中的Android API；
-d ：生成的class文件存放路径；
这里指定了所有的java文件，包括源码的，aidl编译的java文件，gen里面的R文件，结果存在在build下面。
6. 将class文件生成dex文件
dex文件是Android虚拟机可运行文件，可以使用dx工具生成。
dx --dex --output=app/src/main/build/classes.dex app/src/main/build/
输入是所有的class文件，输出在build下面，如果方法数超过Integer.Max多会出现多个dex文件。
7. 生成资源映射表
资源索引表resources记录了从资源id到文件路径的转换关系，当应用通过R文件使用资源时，会先从resources中拿到文件路径，然后通过AssetManager进行访问。
aapt package -f -M app/src/main/AndroidManifest.xml
-I android.jar -S app/src/main/res/ -A app/src/main/assets
-F app/src/main/out/resources
这里依然用到了aapt工具，如果有assets文件需要加进来。成功后会在out目录下看到resources文件。
8. 生成资源APK和编译后的xml文件
这一步要编译xml文件为二进制文件，同时生成资源APK。
aapt package -f -M app/src/main/AndroidManifest.xml
-I android.jar -S app/src/main/res/ -A app/src/main/assets
-F app/src/main/out/res.apk
这里只是输出结果变成了APK，成功的话在out目录下会看到res.apk。
9. 把代码打入到APK里
上一步已经生成了资源APK，但没有代码，这一步我们把dex文件和resources打入到APK中。早期是直接使用apkbuilder工具直接打包，但是目前sdk将该工具移除了。其实apkbuilder最终调用的是sdklib.jar中的com.android.sdklib.build.ApkBuilderMain类来做事情的，所以这里直接通过 java <class地址> 使用ApkBuilderMain这个类，把resources和classes.dex加入到apk文件中。
java -classpath /Users/peizhifei/Library/Android/sdk/tools/lib/sdklib.jar
com.android.sdklib.build.ApkBuilderMain
app/src/main/out/res.apk -v -u -z
app/src/main/out/resources -f
app/src/main/build/classes.dex
成功的话可以打开res.apk，看到dex文件已经打进去了。
10. 签名APK
apk安装必须要签名，我们使用jarsigner给apk手动签名，为了方便可以使用debug签名。
jarsigner -verbose -keystore ~/.android/debug.keystore
-storepass android -keypass android
app/src/main/out/res.apk androiddebugkey
jarsigner的命令格式是这样的；
jarsigner -verbose -keystore <签名.keystore> -signedjar <签名ed.apk> <未签名.apk> <别名>
11. 对齐优化
至此APK就已经生成了，可以安装在手机上了，但是正常项目还是需要进行对齐优化的，能加快apk解压速度，需要用到zipalign工具。
zipalign -f 4 app/src/main/out/res.apk app/src/main/out/res_ zipalign.apk
成功后对齐的apk就是out目录下res_ zipalign.apk。
12. 安装并启动
这里可以安装APK到手机并启动主界面
adb install -r app/src/main/out/res2.apk
adb shell am start -n
com.example.peizhifei.myapplication/.MainActivity
这里用了强制安装，这样就能覆盖安装。
到此我们就大概实现了apk的打包过程，当然在实际项目中，要比上边的流程更复杂写，包括多module依赖，so文件引用，代码混淆等。
最后把所有这些命令都可以统一放到一个shell脚本里去执行。
为了路径简短，我把android.jar放到了app/src/main/下面，并进入到该目录，避免每次输入app/src/main/。
#进入项目目录
cd app/src/main/
#创建辅助目录
mkdir -p {gen,build,out}
#生成R文件
aapt p -f -M AndroidManifest.xml -I android.jar -S res -J gen -m
#编译aidl文件
aidl -Iapp/src aidl/com/example/peizhifei/myapplication/IMyAidlInterface.aidl
#编译得到class文件
javac -source 1.8 -target 1.8 -encoding UTF-8 -bootclasspath android.jar -d build java/com/example/peizhifei/myapplication/*.java gen/com/example/peizhifei/myapplication/*.java aidl/com/example/peizhifei/myapplication/*.java
#缺一步混淆
#将class文件生成dex文件
dx --dex --output=build/classes.dex build/
#生成资源映射表
aapt package -f -M AndroidManifest.xml -I android.jar -S res -A assets -F out/resources
#生成资源和二进制文件
aapt package -f -M AndroidManifest.xml -I android.jar -S res -A assets -F out/res.apk
#把代码打入到资源里
java -classpath /Users/peizhifei/Library/Android/sdk/tools/lib/sdklib.jar com.android.sdklib.build.ApkBuilderMain out/res.apk -v -u -z out/resources -f build/classes.dex
#签名APK
jarsigner -verbose -keystore ~/.android/debug.keystore -storepass android -keypass android out/res.apk androiddebugkey
#对齐优化
zipalign -f 4 out/res.apk out/res_zipalign.apk
#强制安装
adb install -r out/res_zipalign.apk
#启动主界面
adb shell am start -n com.example.peizhifei.myapplication/.MainActivity
直接执行该脚本，手机上就会启动主界面，简单总结一下。
aapt是一个重要的工具，来生成R.java文件和resource.arsc。assets是不需要做任何处理的，res/raw只需分配id后与assets一起直接打包到应用程序中，其它xml文件则会被编译成二进制文件。编译过程中，会把xml中的字符串进行收集去重，形成字符串资源池，元素中用到字符串的地方将被替换成相应的索引。另外标签属性值都会转换为资源id，进一步减少文件大小。二进制格式的xml把标签属性值转换为资源id后，避免了字符串解析，从而提高了解析速度。
另外就是生成资源APK后需要把代码打入到APK里面，然后对APK做一些优化处理即可。其实这个演示更多是为了加深对编译过程的理解，比如插件化处理资源就会从aapt入手解决资源冲突，汉化可以考虑修改resource.arsc并进行二次打包等。
本文介绍了APK的打包过程，实际操作演示了一下，感谢大家的阅读，我们下周再见。
