Android开发之深入理解Android Studio构建文件build.gradle配置

from: http://teachcourse.cn/2385.html

每周一次，深入学习Android教程，TeachCourse今天带来的一篇关于Android Studio构建文件build.gradle的相关配置，重点学习几个方面的内容：1、applicationId和package属性值的关系，2、怎么配置安全的自定义签名，3、两种构建类型的区别，4、为什么要定制产品的偏好配置？，5、怎么才能加快DEX文件的生成速度，6、为什么要将一个apk拆分成多个？，7、关于引入依赖包你不知道的秘密。通过这篇文章的学习，你会对build.gradle文件有一个全新的认识，可以将TeachCourse文章提到的相关说明作为文档参考，方便在另一个module中引入，代码如下：

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 24
    buildToulsVersion "25.0.2"
    /**
     * 一、默认产品偏好配置
     */
    defaultConfig {
        ...
    }
    /**
     * 二、自定义签名配置
     */
    signingConfigs {
        config {
          ...
        }
    }
    /**
     * 三、构建类型，分为release和debug两种
     */
    buildTypes {
        release {
          ...
        }
        debug {
          ...
        }
    }
    /**
     * 四、自定义产品偏好配置，可以定义多个偏好产品
     */
    productFlavors {
        demo {
            applicationId "cn.teahcourse.demo"
            versionName "1.0-demo"
            signingConfig signingConfigs.config
        }
        personal{
          ...
        }
        enterprise{
          ...
        }
    }
    /**
     *五、DEX文件构建属性配置（加快构建速度）
     */
    dexOptions {
        ...
    }
    /**
     * 六、将一个apk拆分成多个相关配置（拆分依据：屏幕密度、系统架构）
     */
    splits {
        density {
           ...
        }
        abi {
           ...
        }
    }
}
/**
 * 七、引入依赖包的秘密
 */
dependencies {
   ...
}

一、applicationId和package属性值的关系

Android Studio开发工具创建module的时候，默认在build.gradle文件生成一个applicationId，对应的属性值是填写的package name，如下图：

这时候的applicationId和package属性值一样，刚开始接触Android Studio的时候，TeachCourse就听说applicationId表示真正的包名，而package不再被认为是包名，因为应用程序被打包成apk文件的时候，原先在manifest声明的package被applicationId代替，也就是说如果你的build.gradle文件添加了applicationId属性值，无论两者是否一样，打包的apk文件的package属性值等于applicationId，如果不信，TeachCourse先来做过实验，将applicationId改为cn.teachcourse.demo，将package改为cn.teachcourse，然后将module打包成apk文件，使用反编译工具apktoul.exe，如下图：

最后，打开AndroidManifest.xml文件，如下图：

结果证明：cn.teachcourse被cn.teachcourse.demo代替

正是因为打包的apk文件的package的属性值被applicationId代替，也刚好说明为什么应用程序安装到手机后，手机上显示的是applicationId，而不是显示package，同时如果想在应用程序中接入第三方的API，填写的包名也必须是applicationId，常见的例子有：1.接入微信的支付功能，2.接入微信的分享功能，3.集成百度地图的定位功能

那么，AndroidManifest.xml的package到底有什么用呢？尽管，package在打包成apk的时候被applicationId代替，但是在构建的时候package有两方面的作用：

第一个作用：在package指定的目录下，生成对应的R.java文件，上面的例子，构建的时候，生成R文件的目录，如下图：

app\build\generated\source\r\demo\debug\cn\teachcourse\R.java

第二个作用：在package指定的目录下，引用对应的activity、server组件，如下图：

在上面反编译的AndroidManifest.xml文件中，查看对应的组件目录，如下图：

也就是说，manifest指定的组件不管使用相对路径还是绝对路径，打包成apk文件后，都变成绝对路径，结构是：package.组件

需要特别注意的问题有：

第一个问题：代码中使用getPackageName()或getPackageManager()对应的方法，返回的是applicationId属性值

第二问题：使用WebView基本存放于res/raw内的文件时，如果applicationId不等于package，提示ClassNotFoundException异常（可能是官方的bug），TeachCourse测试后找到两个解决的办法

• 尝试将res/raw/note.html文件移动到assets文件夹下，更换资源文件加载路径

  mWebView.loadUrl("file:///android_asset/note.html");
  

• 保持applicationId属性值和package属性值一致

  
  
   ...
  
  

二、怎么配置安全的自定义签名

自定义签名指的是使用开发者导出的密钥库对apk文件进行签名，关于怎么生成自己的密钥库，不懂的同学，可以后面看一下TeachCourse另一篇文章《Android Studio运行时自带签名配置过程详解》，文章介绍了怎么配置Android Studio的运行时签名，这样做的目的：在接入一些需要自定义签名的API时，方便直接调试。

这里，介绍的是安全的自定义签名，即怎么才让别人看不到我们在build.gradle写入的密码（包括别名密码、密钥库密码），关于签名文件的重要性，TeachCourse在这里就不说了。

2.1 配置安全的自定义签名(1)，步骤：

• 在项目的根目录下创建一个名称为 keystore.properties 的文件。此文件应当包含您的签署信息，如下所示：

  storePassword=myStorePassword
  keyPassword=mykeyPassword
  keyAlias=myKeyAlias
  storeFile=myStoreFileLocation
  

  这里需要注意：*keystore.properties*中storeFile签名文件是相对module目录的路径，即将密钥库文件保存在module根目录下
  

• 在模块的 build.gradle 文件中，于 android {} 块的前面添加用于加载 keystore.properties 文件的代码。

  ...
  def keystorePropertiesFile = rootProject.file("keystore.properties")
  def keystoreProperties = new Properties()
  keystoreProperties.load(new FileInputStream(keystorePropertiesFile))
  android {
   ...
  }
  

  注：您可以选择将 keystore.properties 文件存储在其他位置（例如，存储在模块文件夹中而不是项目的根文件夹中，或者如果您使用连续集成工具，也可以存储在构建服务器上）。在这种情况下，您应当修改上面的代码，以便使用实际 keystore.properties 文件的位置正确初始化 keystorePropertiesFile。

• 您可以使用语法 keystoreProperties['属性名称'] 引用存储在 keystoreProperties 中的属性。修改模块 build.gradle 文件的 signingConfigs 块，以便使用此语法引用存储在 keystoreProperties 中的签署信息。

  android {
   signingConfigs {
       config {
           keyAlias keystoreProperties['keyAlias']
           keyPassword keystoreProperties['keyPassword']
           storeFile file(keystoreProperties['storeFile'])
           storePassword keystoreProperties['storePassword']
       }
   }
   ...
  }
  

• 最后，我们就可以按照《Android Studio运行时自带签名配置过程详解》介绍的方式，将signingConfigs 块作用于release版本或debug版本

2.2 配置安全的自定义签名(2)，步骤：

• 第二种安全的自定义签名的方式是：将别名、别名密码、密钥密码以键值对的形式保存到当前电脑的环境变量中，然后通过变量名读取变量值，如下图：

  android {
   signingConfigs {
       config {
           keyAlias System.getenv("KEYALIAS")
           keyPassword System.getenv("KEYPWD")
           storeFile file('release.jks')
           storePassword System.getenv("KSTOREPWD")
       }
   }
   ...
  }
  

• KEYALIAS指的是环境变量的变量名，System.getenv("KEYALIAS")的读取变量名对应的变量值，如图：
  
• KEYPWD，按照上图的方式添加，如下图：
  
• KSTOREPWD以同样的方式，如下图：
  

需要特别注意的是：第二种自定义签名的方式，需要先检查Android Studio是否已配置了gradle工具的环境变量，打开Android Studio的terminal窗口，输入：gradle build，如下图：

如果，你的terminal窗口提示gradle不是内部命令，操作上述步骤之前，你得添加gradle工具的环境变量，Android Studio的gradle工具默认存放路径：

C:\Program Files\Android\Android Studio\gradle\gradle-3.2

配置gradle的环境变量，如下图：

三、两种构建类型的区别

每一个APP至少包含debug和release两种构建类型，debug定义APP的调试版本，debug模式的几个特点：

• 支持断点调试和log信息打印，debuggable属性值为true
• 使用系统默认的密钥库签署apk文件
• 没有对apk文件进行代码和资源文件的优化（包括文件压缩、冗余文件删除）
• 没有对代码进行混淆

release定义APP的发布版本，创建项目module中的build.gradle文件，代码如下：

buildTypes {
    release {
        minifyEnabled false
        proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
    }
}

minifyEnable定义是否压缩代码，false表示不压缩；proguardFiles定义混淆代码的默认混淆规则，proguard-android.txt表示系统自带的混淆规则，proguard-rules.pro位于当前module根目录下，用于定义开发者自己的混淆规则。

release模式需要注意的几个特点：

• 不支持断点调试，debuggable默认为false
• 没有压缩类文件代码，minifyEnabled，默认为false
• 没有压缩资源文件，shrinkResources，默认为false
• 没有指定自定义签名文件，默认使用系统的密钥库签署apk

开发者在发布应用程序时，需要对release模式下的属性配置进行修改，优化apk文件，删除无用的代码和资源文件，混淆类文件和资源名称，自定义签名密钥库，代码如下：

release {
    shrinkResources true
    minifyEnabled true
    useProguard true
    proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
    signingConfig signingConfigs.config
}

总结：debug和release模式，最大的区别默认属性配置不一样，两种模式支持的属性配置还包括，如下图：

记不住代码的同学，可以选中Build Types定义的模式，在可选项中改变对应属性配置，Android Studio运行时签名的实质将debug模式下的Signing Config设置为自定义密钥库文件，但是TeachCourse随着不断深入学习后发现，其实debug模式下配置Signing Config是多此一举，而只要在release模式下配置Signing Config就够了，Android Studio的可以方便为我们生成两种模式下对应的apk文件，在Android Studio的左下角Build Variant中切换，如下图：

下面介绍了产品偏好配置后，回头再看看它们两者之间的关系。

四、为什么要定制产品的偏好配置？

什么是产品的偏好配置呢？比如说，TeachCourse想要开发一个应用程序，包含个人版本personal和企业版本enterprise，这两个版本之间在功能上有所区别，企业版自然比个人版功能要多一些，很明显就是要就一个Android项目打包成两个产品发布，它们之间的要求如下所示：

personal：版本号为1，最低SDK版本定义为11，最高SDK定义为24，版本名称后缀定义为-personal，applicationId后缀定义为-per，签名文件为自定义密钥库，代码如下：

personal {
    versionCode 1
    minSdkVersion 11
    targetSdkVersion 24
    versionNameSuffix '-personal'
    applicationIdSuffix '-per'
    signingConfig signingConfigs.config
}

enterprise：版本号为1000，最低SDK版本定义为11，最高SDK定义为24，版本名称后缀定义为-profession，applicationId后缀定义为-pro，签名文件为自定义密钥库代码如下：

enterprise {
    versionCode 1000
    minSdkVersion 11
    targetSdkVersion 24
    versionNameSuffix '-profession'
    applicationIdSuffix 'full'
    signingConfig signingConfigs.config
}

同时，TeachCourse定义第三个产品偏好配置为demo，用于上传GitHub，提供下载，代码如下：

demo {
    applicationId "cn.teahcourse.demo"
    versionName "1.0-demo"
    signingConfig signingConfigs.config
}

一个Android项目，配置三个偏好的产品，即使修改了项目代码，也可以快速编译并打包三个apk文件，在Android Studio的左下角Build Variant中切换，如下图：

看上面的图片，你是不是发现了什么，突然间，三个偏好配置的产品，出现了6个变体，一个产品包含debug和release两个版本，构建类型和偏好产品之间的关系是：一个偏好产品，肯定包含一个debug版本和一个release版本，可以生成变体的总数为`flavors2`*，选中需要调试的版本或选中需要发布的版本，Android Studio自动重新构建Android项目，就可以针对指定的产品进行调试或打包，非常的方便吧！偏好产品相关配置，如下图：

defaultConfig也属于其中一种偏好产品，在我们没有定义自己的偏好产品时，我们构建和编译的就是默认的defaultConfig这个产品，也就只包含debug和release两个变体。

五、怎么才能加快DEX文件的生成速度？

你有没有遇到Android Studio在每次构建的时候，都感觉花好长时间，TeachCourse就不止一次和同事抱怨说，Android Studio的编译速度还不如Eclipse快，蜗牛的速度真受不了呀？那该怎么办呢？

Android Studio提供dexOption区块以便于我们配置DEX构建属性，加快DEX文件的生成速度，代码如下：

  dexOptions {
    preDexLibraries true
    maxProcessCount 8
    javaMaxHeapSize "2048m"
  }

• preDexLibraries声明是否预先编译依赖库，从而加快构建速度，实质是通过延时清除已生成的依赖库的构建文件，从而提高构建速度，根据使用情况合理配置。
• maxProcessCount设置进程运行过程中可以使用的最大线程数。默认值为4。
• javaMaxHeapSize设置DEX编译器的最大堆大小，堆或者栈都是用于存放暂时不用的垃圾，当内存不足时，垃圾回收机制会清除过时的缓存，堆大小决定垃圾清除的频率，影响着构建的速度

六、为什么要将一个apk拆分成多个？

根据TeachCourse以往的经验，一个apk文件可以支持不同屏幕密度和不同ABIs的手机设备，是因为我们进行了屏幕适配，做法：将市场主流的屏幕密度和ABIs集成到一个apk，造成的影响，如果你的应用程序本身就比较大，集成了不同屏幕密度和支持不同ABIs的代码，打包出来的apk文件变得更大，考虑到流量成本和用户体验，减少apk文件的大小其中一种方式将一个apk文件拆分成多个。

Gradle能够单独指定只包含一种屏幕密度或一种ABI代码和资源文件的apk，在build.gradle文件中使用到splits区块，splits区块内同时提供了按屏幕密度拆分的density区块和按abi拆分的abi区块，在一个build.gradle文件中可以同时指定两者或两者中的其中一者，下面分别介绍：

6.1 按屏幕密度拆分

android {
  ...
  splits {

    density {
      enable true
      exclude "xxxhdpi"
      reset() 
      include "ldpi", "xxhdpi"
      compatibleScreens 'small', 'normal', 'large', 'xlarge'
    }
  }
}

上面是一个按屏幕密度拆分的一个例子，各个标签的含义是：

• enable，是否基于定义的屏幕密度拆分成多个apk文件，默认为false
• exclude，指定忽略拆分的屏幕密度列表，想要拆分成更多类型的apk文件，该关键字包含的屏幕密度列表应就可能少
• reset()，重置默认拆分的屏幕密度依据，然后使用include标签定义拆分的屏幕密度依据
• include，结合reset一起使用，定义拆分的屏幕密度依据
• compatibleScreens，指定兼容的屏幕尺寸列表，区别于屏幕密度，该标签将会在清单文件manifest中通过注入到每一个apk文件中，即apk文件只能安装到指定尺寸的手机上

按照上面在build.gradle配置完成后，点击Build APK后，将在apk文件夹内生成多个apk文件，如下图：

为了验证是否在清单文件中注入指定屏幕尺寸，反编译其中一个apk文件，如下图：

6.2 按abi拆分

android {
  ...
  splits {

    abi {

      enable true
      reset()
      include "x86", "armeabi-v7a", "mips"
      universalApk false
    }
  }
}

上面是一个按abi拆分的一个例子，除了universal标签不一样外，其他标签是一样的，使用方法一样，include标签定义拆分的abi依据，关于abi介绍，参考下面连接：

https://developer.android.google.cn/ndk/guides/abis.html

同样，点击Build APK后，将在apk文件夹内生成多个apk文件，如下图：

仔细观察生成的apk文件，会发现下面两个规律：

• 第一个规律：apk总数=abi数量+density数量xabi数量
• 第二个规律：apk filename=modulename-screendensityABI-buildvariant.apk

关于引入依赖包你不知道的秘密

不知道你会不会有和TeachCourse一样的想法，dependencies区块引入的jar包的名称长，基本无法记住，每一节又表示什么含义？Android Studio引入依赖项有几种方式？让我先看下面的这个例子：

dependencies {
    compile project(":mylibrary")
    compile files('libs/zxing.jar')
    compile fileTree(include: ['*.jar'], dir: 'libs')
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:25.1.0'
    compile group: 'com.android.support', name: 'appcompat-v7', version: '25.1.0'
}

可以看到Android Studio引入依赖项的方式分为上述四种，按顺序依次称为：1、模块依赖项，2、本地二进制依赖项，3、本地二进制依赖项，4、远程二进制依赖项，5、远程二进制依赖项

• compile project(':mylibrary') 行声明了一个名为mylibrary的本地 Android 库模块作为依赖项，并要求构建系统在构建应用时编译并包含该本地模块。
• compile files('libs/zxing.jar')和compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])都称为本地依赖项，告诉构建系统在编译类路径和最终的应用软件包中包含 app/libs/ 目录内的指定或全部 JAR 文件。如果您有模块需要本地二进制依赖项，请将这些依赖项的 JAR 文件复制到项目内部的 /libs 中。
• compile 'com.android.support:appcompat-v7:25.1.0'和compile group: 'com.android.support', name: 'appcompat-v7', version: '25.1.0'都称为远程二进制依赖项，通过指定其 JCenter 坐标，针对 Android 支持库的 25.1.0 版本声明了一个依赖项。默认情况下，Android Studio 会将项目配置为使用顶级构建文件中的 JCenter 存储区。当您将项目与构建配置文件同步时，Gradle 会自动从 JCenter 中抽取依赖项。或者，您也可以通过使用 SDK 管理器下载和安装特定的依赖项。

第五种可以清楚看出每一节表示的含义，在Android Studio引入远程二进制依赖项，通常的做法是在Library Dependency窗口中搜索，搜索到最新版本的依赖项，如下图：

似乎无法搜索到低版本的依赖项，如果想要引入低版本的，那该怎么办呢？如果先前不了解远程二进制依赖项的含义，可能想不到修改version的办法，现在就变得很简单了。

总结：

本篇文章在阅读Android Studio用户指南多篇相关文档后完成的，想要更详细深入学习gradle指令的同学，可以继续研读Gradle官网文档，部分内容在TeachCourse开发的项目没有对应的需求，暂时也没有用到，是否使用更多应该根据项目实际情况而定，但可以作为用户开发的例子，先分享和收藏，以备不时之需。

参考资料：
https://developer.android.google.cn/studio/build/application-id.html
https://developer.android.google.cn/studio/build/optimize-your-build.html
https://developer.android.google.cn/studio/build/dependencies.html
https://developer.android.google.cn/studio/build/build-variants.html

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