Android APK编译流程

apk 是Android Package的简写， 在平时的开发过程中，通过点击Run app 按钮 或者 在命令行中输入

./gradlew ***(taskName)

这样Android Studio就会启动构建流程，最终输出一个我们想要的APK。

构建流程

直达官网介绍

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如上图 所示，典型 Android 应用模块的构建流程通常按照以下步骤执行：

1.  编译器将您的源代码转换成 DEX 文件（Dalvik 可执行文件，其中包括在 Android 设备上运行的字节码），并将其他所有内容转换成编译后的资源。
2.  APK 打包器将 DEX 文件和编译后的资源合并到一个 APK 中。不过，在将应用安装并部署到 Android 设备之前，必须先为 APK 签名。
3.  APK 打包器使用调试或发布密钥库为 APK 签名：
    3.1.  如果您构建的是调试版应用（即专用于测试和分析的应用），则打包器会使用调试密钥库为应用签名。Android Studio 会自动使用调试密钥库配置新项目。
    3.2.  如果您构建的是打算对外发布的发布版应用，则打包器会使用发布密钥库为应用签名。
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，以减少其在设备上运行时所占用的内存。

构建流程结束时，您将获得应用的调试版 APK 或发布版 APK，以用于部署、测试或发布给外部用户。

对于小白来说，上面一张图已经可以解释apk的构建过程了，不过对于Andoid开发者而言还需要了解一些更详细的构建过程。

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详细的对应步骤 和 使用工具如下：

1. aapt打包资源文件

资源文件（res文件夹下的文件）通过 AAPT（Android Asset Packaging Tool）打包生成R.java类（资源索引表）、.arsc资源文件 和res文件。

R.java

public final class R {
    public static final class anim {
        public static int abc_fade_in = 0x7f010001;
        public static int abc_fade_out = 0x7f010002;
    }
}
//第一位字节0x7f表示packageID,用来限定资源的来源。系统资源包是ox01，SharedLibrary类型资源包是0x00， 普通App包则是0x7f； 
// 次一位字节01表示typeID，用来表示资源类型，如drawable、layouts、anims、color、menu等；
// 后2字节0001/0002表示EvtryID，指的是每一个资源在对应的TypID中出现的顺序

resources.arsc 是一个App的资源索引表，通过R.java 文件 和 resources.arsc 可以定位到资源的内存地址，resources.arsc文件的作用是通过一样的ID，根据不同的配置索引到最佳的资源显示在UI中。

2. 处理 aidl files

AIDL （Android Interface Definition Language）， 是Android接口定义语言，是Android提供的IPC （Inter Process Communication，进程间通信）的一种独特实现。
如果有aidl文件，这个阶段会生成对应的Java接口文件。

3. 编译（Compilers）

R.java文件、工程源码文件、aidl.java文件， 在这一步通过javac生成.class文件。

• 注解处理器在这一步会进行工作，生成相应的代码
• 如果配置了代码混淆，也会在生成.class 文件时候进行配置，最终的.class文件混淆后可以防止被反编译

4. dex（生成dex文件）

源码.class文件和第三方jar或者library通过dx工具打包成dex文件

Android系统的Dalvik虚拟机的可执行文件为DEX格式，所以这里会将上一步中生成的.class文件 和 引用的第三方jar等过程中的.class 一起通过dx工具打包成dex文件

5.apkbuilder（生成未签名apk）

apkbuilder工具会将所有没有编译的资源、.arsc资源、.dex文件打包到一个完成apk文件中

tips：

• res/raw和assets的相同点：
  1.两者目录下的文件在打包后会原封不动的保存在apk包中，不会被编译成二进制。
• res/raw和assets的不同点：
  1.res/raw中的文件会被映射到R.java文件中，访问的时候直接使用资源ID即R.id.filename；assets文件夹下的文件不会被映射到R.java中，访问的时候需要AssetManager类。
  2.res/raw不可以有目录结构，而assets则可以有目录结构，也就是assets目录下可以再建立文件夹

6.apksigner/Jarsigner（签名）

apksigner工具会对未签名的apk验证签名。得到一个签名后的apk（signed.apk）

apksigner 是google 退出的V2签名方式
Jarsigner 是之前一直使用的V1签名方式

可以通过在命令行中输入apksigner --help来获取详情信息，如果沒有特殊需求，使用下面命令即可完成签名

${ANDROID_HOME}/build-tools/28.0.3/apksigner sign --ks **.keystore --ks-key-alias [别名] --ks-pass pass:[别名密码] --key-pass pass:[证书密码] --out [签名后文件存放路径] [未签名的文件路径]

7. zipalign（对齐）

release mode 下使用 aipalign进行align，即对签名后的apk进行对齐处理

所谓对齐，主要过程是将APK包中所有的资源文件距离文件起始偏移为4字节整数倍，这样通过内存映射访问apk文件时的速度会更快。对齐的作用主要是为了减少运行时内存的使用。

zipalign是一个android平台上整理APK文件的工具，它对apk中未压缩的数据进行4字节对齐，对齐后就可以使用mmap函数读取文件，可以像读取内存一样对普通文件进行操作。如果没有4字节对齐，就必须显式的读取，这样比较缓慢并且会耗费额外的内存。

参考文章：
Android-Studio配置构建
浅谈Android打包流程
apk打包流程

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