一款APK是怎么诞生的？

敬以后

作者：hockeyli，腾讯PCG客户端开发工程师一、APK组成解析在开始解析Android构建流程之前，我们先来看下构建的最终产物APK的整体组成：APK主要由五个部分组成，分别是：Dex：.class文件处理后的产物，Android系统的可执行文件Resource：资源文件，主要包括layout、drawable、animator，通过R.XXX.id引用Assets：资源文件，通过AssetManager进行加载Library：so库存放目录META-INF：APK签名有关的信息1.1Apk分析工具工欲善其事，必先利其器，既然想分析APK必然少不了好用的工具。①AndroidStudio自带的APK分析器通过APK分析器，我们可以完成这些操作：查看APK中文件（如DEX和Android资源文件）的绝对大小和相对大小了解DEX文件的组成快速查看APK中文件（如AndroidManifest.xml）的最终版本对两个APK进行并排比较②ClassyShark 可以做为AS自带APK分析器的补充，帮我们分析dex中的详细数据，以及查看APK中的总方法数以及各个模块的方法数分布。1.2Dex知识点拓展当我们在Android查看一个APK的时候，可以看到右上角有DefinedMethods和ReferencedMethods，但大多数人可能不知道这两者的区别，这里简单说明下：DefinedMethods：在这个Dex中定义的方法；ReferencedMethods：DefinedMethods以及DefinedMethods引用到的方法。Android有64K引用限制，当type_ids、method_ids或者field_ids超过65536（64*1024）的时候，需要进行dex分包，为了Dex的数量尽可能少，我们需要尽量实现「Dex信息有效率」的提升。Dex 信息有效率 = Defined Methods 数量 / Referenced Methods 数量二、构建源码导读当我们用AndroidStudio进行安装包构建的时候，会发现其实是运行了一连串的Task，也就是说其实是这些task的配合，最终构建出我们的APK的。2.1源码引入如果我们想更了解Android的构建流程，对于相关的源码肯定是要有所了解的。那我们如何看到这些Task相关的源码呢，我们知道Android是用Gradle进行构建的，也就意味着这些task其实都是放在Gradle中，我们想看Gradle中源码的话，可以在build.gradle将Gradle进行编译。compileOnly "com.android.tools.build:gradle:3.0.1"编译完之后，可以在ApplicationTaskManager#createTasksForVariantScope中找到创建这些Task相关的代码，也就意味着顺藤摸瓜找到这些Task的真正实现逻辑。2.2BuildConfigTask详解这里以BuildConfig文件的生成为例，来梳理下如何查看某个task的代码逻辑。生成BuildConfig文件，是通过ApplicationTaskManager中通过createBuildConfigTask来创建对应的task。顺着代码逻辑，我们找到最终真正实现这个逻辑的是：GenerateBuildConfig这个task，GenerateBuildConfig是继承自BaseTask，这里有个小技巧是，Task中真正的执行逻辑都是在带着@TaskAction注解的方法上的，所以我们能很快找到对应的generate()方法。可以看到生成BuildConfig整体的逻辑还是比较简单的，其实就是将build.gradle中自带的属性以及我们自定义的属性进行读取，然后通过JavaWriter生成对应的BuildConfig文件。2.3获取所有task对应的类名看到上面的例子，可能有些人会抛出一个疑问就是那我们怎么确定构建中执行的task具体对应哪个类呢，这里提供一个小技巧，其实我们可以在taskGraph构建完成之后，将所有taskname以及对应的class进行打印。例如在build.gradle中加入这个代码之后，我们在运行的时候，就会把task所对应的类名也都一起打印出来。三、构建流程梳理可以看到Android构建中会涉及到多个工具，我们可以通过open$ANDROID_HOME/build-tools来查看相关的构建工具。四、手动构建APK最后我们通过命令行来手动打包一个可执行的APK，能让我们对APK构建的理解更加深入。首先需要准备下代码、资源文件、AndroidManifest这些构建APK的必要文件。①通过aapt2compile将res资源编译成.flat的二进制文件：aapt2 compile -o build/res.zip --dir res②通过aapt2link将.flat和AndroidManifest进行连接，转化成不包含dex的apk和R.java：aapt2 link build/res.zip -I $ANDROID_HOME/platforms/android-30/android.jar --java build --manifest AndroidManifest.xml -o build/app-debug.apk③通过javac将Java文件编译成.class文件：javac -d build -cp $ANDROID_HOME/platforms/android-30/android.jar com/**/**/**/*.java④通过d8将.class文件转化成dex文件：d8 --output build/ --lib $ANDROID_HOME/platforms/android-30/android.jar build/com/tencent/hockeyli/androidbuild/*.class⑤合并dex⽂件和资源⽂件：zip -j build/app-debug.apk build/classes.dex⑥对apk通过apksigner进行签名：apksigner sign -ks ~/.android/debug.keystore build/appdebug.apk