Android APK 安装包

最近本人了解了一些关于Android APK安装包的知识，在此写下一篇博客进行总结。

APK总览

APK是AndroidPackage的缩写，即Android安装包(apk)。APK文件其实是zip格式，但后缀名被修改为apk，我们可以通过更改后缀名的方式来解压缩apk文件，解压后的内容如下图所示：

APK内容

apk文件解压后包含以下内容：

（1）res目录：用于存放Android资源文件的目录，其中的文件均经过编译，有多个子目录用于区分具体的资源文件类型：

• anim：补间动画和逐帧动画文件
• animator：属性动画文件
• color：颜色文件
• drawable：图片文件
• layout：布局文件
• menu：菜单文件
• mipmap：理论上仅用于存放应用icon图标，用于主屏幕图片展示，其余图片文件应存放在drawable中
• raw：原生视频、音频资源
• transition：转场动画效果
• xml：原生xml文件

值得注意的是，每个子目录都可以拥有标识相应分辨率与机型大小作为后缀，如“xxhdpi”，的子目录。

（2）assets目录：用于存放需要打包到APK中的静态文件，文件没有进行编译，访问时需要使用AssetManager类

（3）META-INF目录：即Metadata infomation元数据（又称中介数据、中继数据，用于描述数据的数据）信息目录，该目录下主要包含以下三个文件：

• MANIFEST.MF：摘要文件，列出了apk的所有文件，以及这些文件内容所对应的base64-encoded SHA1 哈希值，用于验证apk文件的完整性，判断apk是否被篡改
• CERT.SF：摘要签名文件，它列出了MANIFEST.MF这个文件中每条信息的hash值，用于验证摘要文件是否被篡改
  
• CERT.RSA：该文件保存了解密用的公钥，以及加密算法等信息
  

（4）AndroidManifest.xml：Android的应用配置文件，描述了应用的总体信息，需要使用的用户权限以及组件等等，已被编译

（5）classes.dex：能用于dalvik执行的字节码，由多个.class的Java字节码文件组合而成

（6）resources.arsc：资源配置文件，用于记录资源文件与资源id之间的映射关系，res/values中的信息大部分被编译在此处

（7）lib目录：Android依赖的Native库的目录，其中会根据不同的cpu架构分为多个子目录

APK编译过程

APK的大致编译过程如下图所示：

1. 编译器将源代码转换成 DEX（Dalvik Executable) 文件（其中包括运行在 Android 设备上的字节码），将所有其他内容通过aapt（Android Asset Packaging Tool） 转换成已编译资源，编译成二进制文件
   
2. APK 打包器将 DEX 文件和已编译资源合并成单个 APK
   
3. APK 打包器使用调试或发布密钥库签署您的 APK
   
4. 在生成最终 APK 之前，打包器会使用 zipalign 工具对应用进行优化，减少其在设备上运行时的内存占用
   

官方链接： https://developer.android.google.cn/studio/build/index.html

APK安装过程

Android的应用apk安装涉及如下几个目录：

• /data/app：存放用户安装的apk目录，安装时会把apk复制到这里
• /data/data：应用安装完成后，会在该目录下生成与apk包名（packagename）一样的文件夹，用于存放应用数据
• /data/dalvik-cache：存放apk的odex文件，便于应用启动时直接执行

具体的安装过程如下：

首先，系统会把apk复制到/data/app下，然后通过META-INF下的文件校验apk的签名是否正确，检查apk的结构是否正常，进而解压并校验dex文件。如果dex文件没有被破坏，则会把dex文件优化为odex文件，使得程序的启动时间加快，同时，在/data/data目录下建立与apk包名相同的文件夹。如果apk中有Native库，lib目录的话，系统会判断so库的名字是否正确，并根据系统cpu架构解压对应的so库到/data/data/packagename/lib下。

附，odex的内容如下所示：

odex文件在原来的dex文件头添加了一些数据，在文件尾部添加了程序运行时需要的依赖库和辅助数据，使得程序运行速度加快。