浅述Android Apk打包流程

(一)背景

1.apk修改后缀为zip。

image.png

2.解压zip。

image.png

可以看到,我们一个项目经过编译和打包,形成了
(1)assets资源。
(2)lib不是每个apk都有的,主要看项目。
(3)META-INF是签名文件夹,里面有三个文件。
(4)res里面都是二进制的xml资源。
(5)二进制的AndroidManifest.xml。
(6)classes.dex是.dex文件,就是我们写的java代码经过处理得到的。
(7)resources.arsc记录了所有的应用程序资源目录的信息,将其想象成是一个资源索引表,这个资源索引表在给定资源ID和设备配置信息(就是手机或其他运行apk的设备所拥有的配置信息)的情况下,能够在应用程序的资源目录中快速地找到最匹配的资源。

我们知道一个apk除了代码外,还有很多资源文件。上面七点内容中,(6)可以说就是我们平常辛辛苦苦写的代码了,而(1)和(4)是资源文件。这些资源文件是通过Android资源打包工具aapt(Android Asset Package Tool)打包到APK文件里面的。在打包之前,大部分文本格式的XML资源文件还会被编译成二进制格式「1」的XML资源文件。如(4)、(5)。

那为什么要将文本格式的xml转为二进制格式的xml呢?
(1) 二进制格式的XML文件占用空间更小。
(2) 二进制格式的XML文件解析速度更快。

(二)详述

接着我们来看一张图:

image.png

1.从图中我们可以看出
(1)除了assets和res/raw资源被原装不动地打包进APK之外,其它的资源都会被编译或者处理「2」
(2)除了assets资源之外,其它的资源都会被赋予一个资源ID。包括res/raw也会有资源ID,即R.id.resourceId。
(3)打包工具负责编译和打包资源,编译完成之后,会生成一个resources.arsc文件和一个R.java,前者保存的是一个资源索引表,后者定义了各个资源ID常量。
R.java

  还是没明白resources.arsc和R.java存在的意义?我们可以这样想,一个项目由代码和资源文件组成,代码通过对资源的处理来展现业务流程,那我们代码中肯定要获取到某个所需要的资源吧?Android为了方便管理,就定了一个文件,里面定义了各个专属资源ID常量,来表示我们项目中存在的资源。写代码的时候,我们要用某个资源,是不是都是类似这样写:
  tvMrchNo = (TextView) findViewById(R.id.tv_mrch_no);
  R.java中会有R.id.tv_mrch_no的常量值。resources.arsc中记录了所有资源信息,会根据资源ID(R.java)和你设备(手机或者其他Android系统设备)的配置信息,快速找到最匹配的资源展现。比如有时候我们资源中有不同大小的同一张图片,以便适应不同的设备。

2.关于资源文件的打包,还有一点要说明一下。
 项目还未编译打包的时候res完整的有9种目录:
  --animator。这类资源以XML文件保存在res/animator目录下,用来描述属性动画。
  --anim。这类资源以XML文件保存在res/anim目录下,用来描述补间动画。
   --color。这类资源以XML文件保存在res/color目录下,用描述对象颜色状态选择子。
  --drawable。这类资源以XML或者Bitmap文件保存在res/drawable目录下,用来描述可绘制对象。
  --layout。这类资源以XML文件保存在res/layout目录下,用来描述应用程序界面布局。
  --menu。这类资源以XML文件保存在res/menu目录下,用来描述应用程序菜单。
  --raw。这类资源以任意格式的文件保存在res/raw目录下。
  --values。这类资源以XML文件保存在res/values目录下,用来描述一些简单值,例如,数组、颜色、尺寸、字符串和样式值等。
  --xml。这类资源以XML文件保存在res/xml目录下,一般就是用来描述应用程序的配置信息。
  编译打包成apk后,apk文件中不包括res/values目录, 这是因为res/values目录下的资源文件的内容经过编译之后,都直接写入到资源项索引表resources.arsc去了。

3.apk打包过程图

apk打包过程

前面1、2点主要讲的是aapt资源打包的内容。从上图中可以看到。完整的打包流程应该是:
(1)打包资源文件。
(2)处理aidl文件,生成相应java 文件。对于没有使用到aidl的android工程,可以跳过此步骤。
(3)编译工程源代码,生成相应class 文件。
这一步调用了javac编译工程src目录下所有的java源文件,生成的class文件位于工程的bin\classes目录下,上图假定编译工程源代码时程序是基于android SDK开发的,实际开发过程中,也有可能会使用android NDK来编译native代码,因此,如果可能的话,这一步还需要使用android NDK编译C/C++代码,当然,编译C/C++代码的步骤也可以提前到第一步或第二步。通过Java Compiler编译R.java、Java接口文件、Java源文件,生成.class文件。
(4)转换所有class文件,生成classes.dex文件。Android虚拟机的可执行文件为dex格式,所以需要此步骤。
(5)打包生成apk。打包后的res文件夹(除res/raw资源被原装不动地打包进APK之外)、打包后类文件(.dex文件)、libs文件(包括.so文件,当然很多工程都没有这样的文件,如果你不使用C/C++开发的话)、resources.arsc、assets、AndroidManifest.xml打包成apk文件。
(6)对apk文件进行签名。
(7)对签名后的apk文件进行对其处理。在 Android SDK 中包含一个名为 “zipalign” 的工具,它能够对打包后的 app 进行优化。 即对签名后的apk进行对齐处理。

「1」怎么知道xml到底是文本格式还是二进制格式呢?大家可以下载一个UltraEdit文本编辑器。然后查阅项目下的xml和解压后res里的xml,就会发现不同。

项目下的xml.png

解压apk中res里的xml.png

「2」 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(在其目录下可以再建文件夹) 。
3.读取res/raw下的文件资源,通过以下方式获取输入流:
InputStream is=getResources().openRawResource(R.id.filename);
读取assets下的文件资源,通过以下方式获取输入流:
InputStream is =getResources()..getAssets().open("filename");
(因为apk安装之后会放在/data/app/**.apk目录下,以apk形式存在,assets被绑定在apk里,并不会解压到/data/app/xxx.apk目录下去,这个目录是只读不可写,所以我们无法直接获取到assets的绝对路径。好在Android系统为我们提供了一个AssetManager工具类。)

也不知道大家看完我的文章能不能对Apk打包流程有一些了解。如果因为我的阐述方式导致了大家的困惑,我表示很抱歉。希望能把问题提出来,我们共同探讨。
参考内容:
Android资源管理框架(Asset Manager)简要介绍和学习计划
android Apk打包过程概述_android是如何打包apk的

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