Android 打包流程

一、Android 打包流程

1、apk 内部组成

打包后的apk是一个压缩包,解压之后,内容如下:

image

• res文件夹为编译之后的资源文件
• resources.arsc是aapt(Android assets packaging tools) 生成的资源索引表。这个文件记录了所有的应用程序资源目录的信息，包括每一个资源名称、类型、值、ID以及所配置的维度信息。这个资源索引表在给定资源ID和设备配置信息的情况下，能够在应用程序的资源目录中快速地找到最匹配的资源。
• AndroidManifest.xml 是编译之后的AndroidManifest文件(二进制)
• lib为 app需要的so文件
• classes.dex Android平台上的可执行文件，Android虚拟机Dalvik支持的字节码文件格式。
• 签名文件夹

三个签名证书（MANIFEST.MF、CERT.SF、CERT.RSA）。MANIFEST.MF文件是对每个文件的SHA-256-Digest；CERT.SF是对MANIFEST.MF的二次SHA-256-Digest摘要；CERT.RSA这个文件保存了签名和公钥证书。

详细可参考apk签名原理

2、apk打包流程

apk打包流程.png

无论我们怎么配置gradle文件去自定义打包，但是都是要走上图所画的七个流程。七个深绿色的椭圆代表了七个不可或缺的打包步骤，并且每一个步骤都一个打包工具

1、使用aapt工具将res资源文件生成R.java文件
2、使用aidl工具将aidl文件生成对应java文件
3、使用javac命令编译工程源代码和上面两步生成的文件，生成class文件
4、通过dex工具将class文件和第三方jar包打成dex文件
5、用res下编译过的二进制文件，以及assets中的原始资源文件,以及dex文件,通过apkbuilder工具打包成apk文件
6、通过jarsigner对apk进行签名
7、利用zipalign工具对apk进行字节对齐优化操作

所用到的工具:

彩蛋

zipalign 字节对齐：

zipalign 主要工作是将apk包进行对齐处理。使apk包中的所有资源文件，起始偏移为4字节的整数倍，这样通过mmap内存映射访问apk时的速度会更快。

为什么要以4字节整数倍为起始偏移?

在文件对齐后, 就可以使用mmap来直接读写apk文件

- 正常的IO读写需要借助内核态的页缓存, 也就是 磁盘 ->内核页缓存 ->用户主存

- mmap借助映射可以跳过内核页缓存, 只需要磁盘 ->用户主存

Linux是以page为单位管理内存的，mmap也是以page为单位建立映射的，因此offset必须是按page size对齐的（不对齐的话就会映射失败）。

offset对齐是用户自己保证的，length对齐是靠内核来保证的。

mmap映射

三、gradle task

上面涉及到的Android打包流程是以gradle task链的形式串联起来的。
下面看一下常见的task

1. task ':app:preBuild'

预构建，准备构建，在项目根目录下生成build文件夹，在app目录下生成build文件夹

2. task ':app:preReleaseBuild'

预构建，生成/app/build/intermediates/prebuild/release目录，Release是构建类型

3. task ':app:compileReleaseAidl'

编译aidl相关文件，通过aidl工具把.aidl文件编译成.java文件 ，生成的结果在/app/build/generated/source/aidl/release目录

4. task ':app:compileReleaseRenderscript'

编译渲染脚本

5. task ':app:checkReleaseManifest'

检查清单AndroidManifest.xml，生成/app/build/intermediates/check-manifest/release目录

6. task ':app:generateReleaseBuildConfig'

在/app/build/generated/source/buildConfig/release目录生成BuildConfig.java，构建配置类中有应用ID、构建类型、版本名称等

7. task ':app:prepareLintJar'

准备检查.jar文件

8. task ':app:mainApkListPersistenceRelease'

主要的apk列表持久化

9. task ':app:generateReleaseResValues'

在/app/build/generated/res/resValues/release目录，生成/app/src/main/res/values目录相应的资源值

10. task ':app:generateReleaseResources'

生成资源，即生成color，string，style等resources

11. task ':app:mergeReleaseResources'

合并资源，即合并color，string，style等resources到values.xml

12. task ':app:createReleaseCompatibleScreenManifests'

创建兼容屏幕清单，

13. task ':app:processReleaseManifest'

处理清单，生成处理后的/app/build/intermediates/manifests/full/release/AndroidManifest.xml

14. task ':app:splitsDiscoveryTaskRelease'

分裂发现任务

15. task ':app:processReleaseResources'

17. task ':app:javaPreCompileRelease'

预编译.java文件

18. task ':app:compileReleaseJavaWithJavac'

使用javac编译.java文件，

9. task ':app:compileReleaseNdk

通过ndk编译.c或.cpp等相关文件

24. task ':app:generateReleaseAssets'

生成资产assets

25. task ':app:mergeReleaseAssets'

合并资产assets

26. task ':app:transformClassesWithDexBuilderForRelease'

使用dex构建器转换.class文件，在/app/build/intermediates/transforms/dexBuilder/release目录生成R.dex，BuildConfig.dex，MainActivity.dex等.dex文件

27. task ':app:transformDexArchiveWithExternalLibsDexMergerForRelease'

使用外部库dex合并器转换.dex归档文件，在/app/build/intermediates/transforms/externalLibsDexMerger/release目录生成classes.dex文

件

28. task ':app:transformDexArchiveWithDexMergerForRelease'

使用dex合并器转换.dex归档文件，
在/app/build/intermediates/transforms/dexMerger/release目录生成classes.dex文件

29. task ':app:mergeReleaseJniLibFolders'

合并jniLibs文件夹

30. task ':app:transformNativeLibsWithMergeJniLibsForRelease'

转换本地库文件，合并jni库文件

31. task ':app:transformNativeLibsWithStripDebugSymbolForRelease'

转换本地库文件，剥离调试符号

32. task ':app:processReleaseJavaRes'

处理Java资源，

33. task ':app:transformResourcesWithMergeJavaResForRelease'

转换资源，合并Java资源，生成resources.arsc

34. task ':app:validateSigningRelease'

验证签名

35. task ':app:packageRelease'

打包，在/app/build/intermediates/incremental/packageRelease目录生成相关文件

36. task ':app:assembleRelease'

聚集，组合，最终生成/app/build/outputs/apk/release/app-release.apk

四、了解了apk的打包流程后,我们可以额外做哪些事情?

我可以想到的:

• 编写注解和注解处理器,利用apt过程,为我们生成辅助代码

• 在第4步,通过自定义Transform Task,在class文件转换成dex文件前,对class文件做一些处理
  如:利用ASM 动态的修改字节码文件,帮忙我们实现我们需要的功能。

  
  
  image

Transform API

Starting with 1.5.0-beta1, the Gradle plugin includes a Transform API allowing 3rd party plugins to manipulate compiled class files before they are converted to dex files.

• hook 其他的task，造成干扰，以达成我们需要的效果。
  如VirtualApk中 插件apk打包过程中 对插件依赖资源的做去重操作；修改appt生成的R.java和Resources.arsc文件的ID起始位。

参考文章

https://www.jianshu.com/p/a134d00e81ab

https://www.jianshu.com/p/fffb81688dc5