一、APK 的结构
文件
META-INF
:签名文件res
:资源文件resources.arsc
:资源映射文件assets
:资产目录AndroidManifest.xml
:会经过 aapt 的编译的
二、加密方式
对称加密
: 加密和解密的秘钥使用的是同一个 例如:DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6 和 AES
非对称加密算法
: 公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密, 只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用 对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种 算法叫作非对称加密算法
三、Dex格式解析
dex文件是Android系统的可执行文件,包含应用程序的全部操作指令以及运行时数据。
当java程序编译成class后,还需要使用dx工具将所有的class文件整合到一个dex文件,目的是其中各个类能够共享数据,在一定程度上降低了冗余,同时也是文件结构更加经凑,实验表明,dex文件是传统jar文件大小的50%左右。
1、文件布局
dex 文件可以分为3个模块,头文件
、索引区
、数据区
。头文件概况的描述了整个 dex 文件的分布,包括每一个索引区的大小跟偏移。索引区表示每个数据的标识,索引区主要是指向数据区的偏移。
我们可以使用16进制查看工具打开一个dex来同步分析。(建议使用010Editor)。
1598320740980
010Editor 中除了数据区(data)没有显示出来,其他区段都有显示,另外 link_data 在此处被定为 map_list
magic 魔数:8个字节 = 4个字节魔数 + 4个字节文件格式/版本号
checksum :校验码
signature :签名
fileSize :文件大小
- aapt :会把 application Resources 编译成 R.java 和 Compiled Resources。 Compiled Resources 命名为 .ap_ 文件。
- zipalign(resource mode):压缩时会进行
四字节对齐
,优点:apk 运行快,RAM 内存减小。
打包流程
- 1、
资源文件
通过aapt 工具
生产 R.java 文件,xx.aidl 文件
通过aidl 工具
生成 java 文件;- 2、把 Java 文件和上面生成的 Java 和通过
java 编译工具
并并编译成class 文件
;- 3、通过
dx.bat
工具把 class 文件生产dex 文件
;- 4、把资源文件(Resources)包和 dex 文件压缩成
apk 包
;- 5、最后包压缩后的 apk 包经过
签名
,就成为可以运行的 apk 包。
2、大小端
文件一般使用小端字节序存储(Dex文件也不例外),网络传输一般使用大端字节序。
大端模式(Big-endian)
,是指数据的高字节保存在内存的低地址中,而数据的低字节保存在内存的高地址中 。小端模式(Little-endian)
,是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内存的低地址中 。
3、Dex Header解析示例
整个dex文件以16进制打开,前112个字节为头文件数据。Header描述了 dex 文件信息,和其他各个区的索引。
此处数据,最开始为 dex_magic 魔数,数据为:
uint为4字节数据
checksum
: 文件校验码,使用 alder32 算法校验文件除去 maigc、checksum 外余下的所有文件区域,用于检 查文件错误。signature
: 使用 SHA-1 算法 hash 除去 magic、checksum 和 signature 外余下的所有文件区域, 用于唯一识别本文件 。file_size
: dex 文件大小header_size
: header 区域的大小,固定为 0x70endian_tag
: 大小端标签,dex 文件格式为小端,固定值为 0x12345678map_off
: map_item 的偏移地址,该 item 属于 data 区里的内容,值要大于等于 data_off 的大小,处于 dex文件的末端。
其他 xx_off , xx_size 成对出现,为对于数据的偏移与数据个数。对应Header数据解析代码为:
//dexFile: new File("dex文件地址")
byte[] rawData = FileUtil.readFile(dexFile);
this.data = ByteBuffer.wrap(rawData); //使用ByteBuffer装载数据
this.data.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN); //设置为小端模式
//读取header
header = Header.readFrom(data);
public class Header {
//固定112个字节
public static final int SIZE_OF_HEADER = 112;
public int stringIdsSize;
public int stringidsOff;
public int typeIdsSize;
public final int typeIdsOff;
public final int protoIdsSize;
public final int protoIdsOff;
public final int fieldIdsSize;
public final int fieldIdsOff;
public final int methodIdsSize;
public final int methodIdsOff;
public final int classDefsSize;
public final int classDefsOff;
public final int dataSize;
public final int dataOff;
public int mapOff;
public int fileSize;
public Header(ByteBuffer data) {
byte[] magic = BufferUtil.readBytes(data, 8); //魔数:文件格式、版本
int checksum = data.getInt(); //校验码
byte[] signature = BufferUtil.readBytes(data, 20); //签名
fileSize = data.getInt();
int headerSize = data.getInt(); //一定是112
int endianTag = data.getInt(); //一定是 0x12345678
int linkSize = data.getInt();
int linkOff = data.getInt();
//mapList部分偏移
mapOff = data.getInt();
stringIdsSize = data.getInt();
stringidsOff = data.getInt();
typeIdsSize = data.getInt();
typeIdsOff = data.getInt();
protoIdsSize = data.getInt();
protoIdsOff = data.getInt();
fieldIdsSize = data.getInt();
fieldIdsOff = data.getInt();
methodIdsSize = data.getInt();
methodIdsOff = data.getInt();
classDefsSize = data.getInt();
classDefsOff = data.getInt();
dataSize = data.getInt();
dataOff = data.getInt();
}
public static Header readFrom(ByteBuffer in) {
//拷贝一份ByteBuffer
ByteBuffer sectionData = in.duplicate();
sectionData.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);//小端序
sectionData.position(0);
//可操作数据长度为 112字节
sectionData.limit(SIZE_OF_HEADER);
return new Header(sectionData);
}
}
在解析完 Header 之后,就能够获得接下来数据的偏移与长度,按照对应的值定位位置解析。
4、StringIds
string_ids 区段描述了 dex 文件中所有的字符串。记录的数据只有一个偏移量,偏移量指向了 数据区Data中 的一个字符串:stringids
根据 Header 解析结果得知,StringIds中有15个数据。
//dex对应的ByteBuffer、stringids个数与stringids数据区域偏移
string_ids = StringIdItem.readFrom(data, header.stringIdsSize, header.stringidsOff);
public static Map<Integer, StringIdItem> readFrom(ByteBuffer in, int size, int off) throws UTFDataFormatException {
ByteBuffer sectionData = in.duplicate();
sectionData.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
sectionData.position(off); //偏移此处为stringids
Map<Integer, StringIdItem> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < size; i++) {
//字符串数据内容偏移
int string_data_off = sectionData.getInt();
int position = sectionData.position();
//定位到数据内容对应偏移
sectionData.position(string_data_off);
//解析字符串数据 : 下面说明
int utf16_size = BufferUtil.readUnsignedLeb128(sectionData);
String data = BufferUtil.readMutf8(sectionData, utf16_size);
sectionData.position(position);
StringIdItem stringItem = new StringIdItem(string_data_off, utf16_size, data);
map.put(i, stringItem);
}
return map;
}
四、增量更新
自从 Android 4.1 开始, Google Play 引入了应用程序的增量更新功能,App使用该升级方式,可节省约2/3的流量。现在国内主流的应用市场也都支持应用的增量更新。
增量更新的关键在于增量一词。平时我们的开发过程,往往都是今天在昨天的基础上修改一些代码,app的更新也是类似的:往往都是在旧版本的app上进行修改。这样看来,增量更新就是原有app的基础上只更新发生变化的地方,其余保持原样。
与之前每次更新都要下载完整apk包的做法相比,这样做的好处显而易见:每次变化的地方总是比较少,因此更新包的体积就会小很多。比某APK的体积在60m左右,如果不采用增量更新,用户每次更新都需要下载大约60m左右的安装包,而采用增量更新这种方案之后每次只需要下载2m左右的更新包即可,相比原来做法大大减少了用户下载等待的时间和流量,同时也可以因为更新变得更简单也能够缩短产品版本覆盖周期。