Android应用程序(APK)的编译打包流程讲解

目标：

（1）Android编译打包流程
（2） Android是如何通过R文件引用到真正的资源文件？
（3）打包流程中的的对齐是什么，为什么要对齐？
（4）aapt工具为何把xml编译成二进制文件？

一:

编译流程;

典型 Android 应用模块的编译流程（如图 1 所示）按照以下常规步骤执行：

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的资源。
APK 打包器将 DEX 文件和编译的资源组合成单个 APK。不过，必须先为 APK 签名，然后才能将应用安装并部署到 Android 设备上。
APK 打包器使用调试或发布**库为 APK 签名：
1. 如果您编译的是应用调试版本（即专用于测试和分析的应用），打包器会使用调试**库为应用签名。Android Studio 自动使用调试**库配置新项目。
2. 如果您编译的是打算向外发布的应用发布版本，打包器会使用发布**库为应用签名。要创建发布**库，请参阅在 Android Studio 中为应用签名。
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占用的内存。

编译流程结束时，您将获得可用于部署和测试的调试 APK，或者可用于发布给外部用户的发布 APK。

总结一下：大致流程就是：编译–>DEX–>打包–>签名和对齐

二：详解

Android应用程序(APK)的编译打包流程讲解

首先，我们整理一下编译的输入部分是什么(图中黄色部分)： - 资源文件，res目录的各种资源如图片动画等等 - AIDL接口文件 - 代码源文件 - 第三方资源包，分为两类：a.java类包(JAR\AAR),b.非Java类包(.so)

接下来的步骤： 1. aapt工具编译res资源文件，把大部分xml文件编译成二进制文件（图片文件除外），同时生成R.Java文件和resources.arsc文件，里面保存了资源的ID和在APK中的路径。

如果项目中有使用AIDL，那么就会把.aidl文件编译成.java文件。
将所有.java文件(包括R文件和AIDL生成的.java文件)，通过javac工具生成class文件。
将生成的.class文件和第三方库的.class文件通过dx工具生成classes.dex文件(如果有分包，那么可能有多个)。
第1步中的资源文件、dex文件和第三方的非java资源包(.so)，通过apkbuilder工具生成未签名的apk包。
签名，jarsigner工具，如果是debug模式用默认签名，release模式用开发者的签名。
对齐，通过zipalign工具对apk中的未压缩资源（图片、视频）进行“对齐操作”，让资源按4字节的边界进行对齐，使得资源访问速度更快。（优化思想类似于内存对齐，可以参看官网说明）

好了，编译打包的详细流程说完了，接下来我们看看是否能回答开篇的那些问题

三、问题

1. Android是如何通过R文件引用到真正的资源文件？

答：aapt工具对于每个资源文件生成了唯一的ID，这些ID保存在R.java文件中。如下是R.java文件的内容：

public final class R {
    public static final class anim {
        public static final int abc_fade_in=0x7f050000;
        public static final int abc_fade_out=0x7f050001;
        public static final int abc_grow_fade_in_from_bottom=0x7f050002;
      
    }
    public static final class animator {
        public static final int design_appbar_state_list_animator=0x7f060000;
        public static final int slide_in_left=0x7f060001;
        public static final int slide_out_left=0x7f060002;
    }

资源ID是一个4字节的无符号整数，在R.java文件中用16进制表示。其中，最高的1字节表示Package ID，次高1个字节表示Type ID，最低2字节表示Entry ID。

只有一个ID如何能引用到实际资源呢？实际上aapt工具还生成了一个文件resources.arsc，相当于一个资源索引表，或者你理解成一个map也行，map的key是资源ID，value是资源在apk文件中的路径。resources.arsc里面还有其他信息，这个就不多说了。

通过R.java文件和resources.arsc配合，就能引用到实际的资源文件。

2. 打包流程中的的对齐是什么，为什么要对齐？

答：第7步已经阐述了对齐所做的工作，为什么要进行对齐，这是为了加快资源的访问速度。如果每个资源的开始位置都是上一个资源之后的 4*n字节，那么访问下一个资源就不用遍历，直接跳到4*n字节处判断是不是一个新的资源即可。

如果举例子，那么对齐有点类似于资源数组化，数组的访问速度当然比链表快。

3. 第1步中为什么要把xml文件编译成二进制文件？

答：xml里面都是各种字符，不利于快速遍历。编译成二进制文件，用数字替换各种符号，一方面能快速访问，另一方面也能减少大小。

参考资料：https://developer.android.com/studio/build?hl=zh-cn

Android应用程序(APK)的编译打包流程讲解

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