Class文件、Dex文件、resources.arsc文件结构解读

Class文件解析

1. class文件是能够被JVM识别，加载并在java虚拟机中执行的文件格式。.java通过编译器可以生成.class文件，具体来说通过javac命令编译得到，.class文件是二进制的形式，但是可以同过反编译得到类似java文件的形式，如图

   
   
   image.png

2. 利用010Editor打开

   
   
   class文件十六进制代码

• 可以看到，开头的是Cafebabe 用于快速判断一个文件是不是有可能为class文件，以及这个class文件有没有受损之后的每一个字节是何作用，知乎有篇博文解释的很棒，此处就不再ctrl C，crtl V了。只是要注意搭配这几张图食用会更佳：博客地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/23068093
  2.1. Class文件结构，其中u4代表四个字节，即八个十六进制位
  
  class文件结构
  
  2.2. 常量池的类型图
  注意到，像tag=1的常量字符串，长度是可变的，大小通过length字段决定。
  
  
  
  
  2.3. 各个字段的对应关系，就当目录了

常量池对应字段整理

2.4 当我自己javac 博文所讲的方法后，发现常量池中少了几个字段，为localvriable，this和第十三个常量。以下是我编译的类信息：

Foo

经过查阅得知：

LineNumberTable属性用于描述Java源码行号与字节码行号(字节码的偏移量)之间的对应关系。它并不是运行时必需的属性,但默认会生成到cass文件之中,在 Javac中使用none或-g;nes选项来取消或要求生成这项。如果选择不生成 LineNumberTable属性,对程序运行产生的最主要影响就是当抛出异常时,堆栈中将不会昰示出错的行号,并且在调试程序的时候,也无法按照源码行来设置断点

Dex文件解析

dex文件的十六进制代码

对比Class文件可以发现，在010editor中，dex文件多了dex.bt窗口，可以清晰的通过类比找到对应的十六进制数，而其具体的文件结构如下所示：

Dex文件的结构

dex文件的结构

下面将对各个部分进行解释

1. Header包括：magicnumber、dex文件校验和、signature字段、文件大小、头部大小、指定cpu信息、linksize（链接段的大小）、linkoff（文件的偏移）、mapOff（DexMapList的文件偏移）、stringIdsSize 和 stringIdsOff字段（字符串的个数和位置偏移）、typeIdsSize和typeIdsOff（类的类型的数量和位置偏移）、protoIdsSize和protoIdsOff（dex文件中方法原型的个数和位置偏移）、fieldIdsSize和fieldIdsOff（字段名的信息）、methodIdsSize和methodIdsOff（方法所在的类、方法的声明以及方法名）、classDefsSize和classDefsOff（类的定义的相关信息）
2. 各种Ids索引
3. data： 数据真实存在的位置
4. link_data: 静态链接 文件中使用的数据，用于指明上述信息存放的位置
   具体的内容参照这篇博客：https://www.jianshu.com/p/5658b5fd5806

特点：

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

Dex与Class的对比图

class文件和dex文件的解析

ps：一般来讲，一个应用程序都对应着一个.dex文件，就像openhub这样：

openhub解压

然而由于分包等原因，很多大型工程的.dex文件可以有多个，例如下图将微信apk解压：

微信apk解压

arsc文件解析

Resource.arsc是Apk打包过程中产生的一个资源索引文件，主要的作用为记录资源的id和文件路径的关系。

arsc文件的结构

资源文件的索引

在上篇博文https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/32769734/notes/80776168中有讲到，R.java中存储了资源文件的索id，而arsc文件的作用则是保存实际的路径或资源值。例如getDrawable(R.drawable.img)在编译后成了getDrawable(0x7f06013c)，其存储在R.java之中。其格式如下所示：

image.png

面试问题：

1. 为什么dex拆分成多个？
   方法最多的个数是65536，超过了以后则分多个dex
2. 如何根据id获取对应png的bitmap

• 通过arsc将id 解析成对应的资源路径
• 通过bitmapfactory将资源路径中的资源取出
  注（bitmap和drawable的关系，Drawable 是一个抽象的概念, 而 Bitmap 是其存在的实体之一）