Android的包文件APK分为两个部分:代码和资源,所以打包方面也分为资源打包和代码打包两个方面,这篇文章就来分析资源和代码的编译打包原理。
具体说来:
1.通过AAPT工具进行资源文件(包括AndroidManifest.xml、布局文件、各种xml资源等)的打包,生成R.java文
件。
2.通过AIDL工具处理AIDL文件,生成相应的)ava文件。
3.通过Javac工具编译项目源码,生成Class.文件。
4.通过DX工具将所有的Class文件转换成DEX文件,该过程主要完成ava字节码转换成Dalvik字节码,压缩常量池以及清除冗余信息等工作。
5.通过ApkBuilder.工具将资源文件、DEX文件打包生成APK文件。
6.利用KeyStore对生成的APK文件进行签名。
7.如果是正式版的APK,还会利用ZipAlig工具进行对齐处理,对齐的过程就是将APK文件中所有的资源文件举例文件的起始距离都偏移4字节的整数倍,这样通过内存映射访问APK文件的速度会更快。
上述流程都是Android Studio在编译时调用各种编译命令自动完成的,具体说来,如下所示:
1.创建Android工程
android create project
-n packageTest2
-a MainActivity
-k com.package.test2
-t android-23
-p./PackageTest2
2.编译R文件
aapt package
-f
-J./gen
-M./AndroidManifest.xml
-S ./res/
-I /Users/RadAsm/Library/AndroidSDK/sdk/platforms/android-23/android.jar
3.编译源代码文件
Javac -source 1.6
-target 1.6
-cp /Users/RadAsm/Library/AndroidSDK/sdk/platforms/android-23/android.jar
./src/com/packtest/test1/MainActivity.java./src/com/packtest/test1/R.java
-d./gen/classes
4.编译DEX文件
dx --dex
--verbose
--output ./gen/dex/packtest1.dex
./gen/classes/
5.生成APK文件
aapt package
-f
-J./gen
-M./AndroidManifest.xml
-S ./res/
-I /Users/RadAsm/Library/AndroidSDK/sdk/platforms/android-23/android.jar
-F ./output/res.apk
6.APK文件对齐
zipalign -v-p 4 packagetest_unsigned.apk packagetest_aligned_unsigned.apk
7.APK签名
apksigner sign --ks my-release-key.jks my-app.apk
以上便是APK打包的整个流程,我们再来总结一下:
1.除了assetsi和res/raw资源被原装不动地打包进APK之外,其它的资源都会被编译或者处理;
2.除了assets资源之外,其它的资源都会被赋予一个资源ID;
3.打包工具负责编译和打包资源,编译完成之后,会生成一个resources.arsc文件和一个R.java,前者保存的是一个资源索引表,后者定义了各个资源D常量。
4.应用程序配置文件AndroidManifest…xml同样会被编译成二进制的XML文件,然后再打包到APK里面去。
5.应用程序在运行时通过AssetManager来访问资源,或通过资源D来访问,或通过文件名来访问.
理解了整体的流程,我们再来看看具体的细节。
资源的编译和打包
在分析资源的编译和打包之前,我们先来了解一下Android程序包里有哪些资源。
我们知首Android应用程序的设计也是代码与资源相分离的,Android的资源文件可以分为两大类:
assets:assets资源放在主工程assets目录下,它里面保存一些原始的文件,可以以任何方式来进行组织,这些文件最终会原封不动的地被打包进APK文件中。
获取asset资源也十分简单,如下所示:
InputStream is getAssets.open("fileName");
res:res资源放在主工程的res目录下,这类资源一般都会在编译阶段生成一个资源ID供我们使用。
res资源包含了我们开发中使用的各种资源,具体说来:
animator
anim
color
drawable
layout
menu
raw
values
Xml
上述9种类型的资源文件,除了raw类型资源,以及Bitmap文件的drawable类型资源之外,其它的资源文件均为文本格式的XML文件,它们在打包的过程中,会被编译成二进制格式的XML文件。这些二进制格式的XML文件分别有一个字符串资源池,用来保存文件中引用到的每一个字符串,包括XL元素标签、属性名称、属性值,以及其它的一切文本值所使用到的字符串。这样原来在文本格式的XML文件中的每一个放置字符串的地方在二进制格式的XML文件中都被替换成一个索引到字符串资源池的整数值,这写整数值统一保存在R.javai类中,R.java会和其他源文件一起编译到APK中去。
前面我们提到xml编写的Android资源文件都会编译成二进制格式的xm文件,资源的打包都是由AAPT工具来完成的,资源打包主要有以下流程:
1.解析AndroidManifest.xml,获得应用程序的包名称,创建资源表。
2.添加被引用资源包,被添加的资源会以一种资源ID的方式定义在R.javat中。
3.资源打包工具创建一个AaptAssetsi对象,收集当前需要编译的资源文件,收集到的资源保存在AaptAssets对象对象中。
4.将上一步AaptAssets对象保存的资源,添加到资源表ResourceTable中去,用于最终生成资源描述文件resources.arsC。
5.编译values类资源,这类资源包括数组、颜色、尺寸、字符串等值。
6.给bag、style、.arrayi这类资源分配资源ID。
7.编译xml资源文件,编译的流程分为:①解析xm文件②赋予属性名称资源D③解析属性值④将xm文件从文本格式转换为二进制格式,四步。
8.生成资源索引表resources…arsc。
资源ID
每个Android项目里都有有一个R,java文件,如下所示:
public final class R
//...
public static final class anim
public static final int abc_fade_in=0x7f010000;
}
public static final class attr
public static final int actionBarDivider=0x7f020000;
}
public static final class string
public static final int actionBarDivider=0x7f020000;
}
//
}
每个资源项后的整数就是资源D,资源D是一个4字节的无符整数。
最高字节是Package ID表示命名空间,标明资源的来源,Android系统自己定义了两个Package ID,系统资源命名空间:0x01和应用资源命名空间:0x7f。
次字节是Type ID,表示资源的类型,例如:anim、color、string等。
最低两个字节是Entry ID,表示资源在其所属资源类型中所出现的次序。
资源索引上面提到,最终生成的是资源索引表resources.arsc,Android正是利用这个索引表根据资源D进行资源的查找,为不同语言、不同地区、不同设备提供相对应的最佳资源。查找和通过Resources和AssetManger来完成的,这个我们下面会讲。
resources.arsc索引表从上至下文件格式依次为:
- 文件头:数据结构用ResTable_header来描述,用来描述整个文件的信息,包括文件头大小,文件大小,资源包Package的数量等信息。
- 全局字符串池:存放所有的字符串,所以资源复用这些字符串,字符串里存放的是资源文件的路径名和资源值等信息。
- 资源包:会有多个(例如:系统资源包、应用资源包)。
资源包也被划分为以下几个部分:
- 包头:描述资原包相关信息。
- 资源类型字符串池:存放资源的类型。
- 资源名称字符串池:存放资源的名称。
配置列表:存放语音、位置等手机配置信息,用来作为查找资源的标准。
从这里可以看到resources.arsc索引表存在很多常量池,常量池的使用目的也很明显,就是提供资源的复用率,减少resources.arsc索引表的体积,提高索引效率。