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6 years ago
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Android APK 构建流程
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#### 目录
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2. 前言
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3. 构建流程
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4. Android Gradle Plugin 源码分析
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#### 前言
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本篇文章大量摘自 [Apk 打包流程梳理](https://juejin.im/entry/58b78d1b61ff4b006cd47e5b) 以及其文章中的参考文章，我觉得你只要把那篇文章及其参考文看完，熟悉 APK 构建流程和安装流程完全不在话下。
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当然，看完文章之后，你可以试试自己画一下构建流程图。
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本篇主要用来记录学习过程，再次感谢大佬们的分享精神～
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#### 构建流程
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先来一张 [Android 配置构建]() 官网上的一张图：
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这个新版的图，比较好理解，就不过阐述了，我还是喜欢老版的经典构建图：
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从上面的流程图，我可以看出 APK 构建流程可以分为以下七步：
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1. 通过 aapt 打包 res 资源文件，生成 R.java、resources.arsc 和 res 文件（二进制和非二进制如 res/raw 和 pic 保持原样）
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2. 处理 .aidl 文件，生成对应的 Java 接口文件
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3. 通过 Java Compiler 编译 R.java、Java 接口文件、Java 源文件，生成 .class 文件
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4. 通过 dx/d8 工具，将 .class 文件和第三方库中的 .class 文件处理生成 classes.dex
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5. 通过 apkbuilder 工具，将 aapt 生成的 resources.arsc 和 res 文件、assets 文件和 classes.dex 一起打包生成 apk
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6. 通过 Jarsigner 工具，对上面的 apk 进行 debug 或 release 签名
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7. 通过 zipalign 工具，对签名后的 apk 进行对齐处理
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##### 第一步：aapt
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aapt（Android Asset Packaging Tool），用于打包资源文件，生成 R.java 和编译后的资源。aapt 的源码位于 frameworks/base/tools/aapt2 目录下。
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##### 第二步：aidl
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用于处理 aidl 文件，源码位于 frameworks/base/tools/aidl。输入 aidl 后缀的文件，输出可用于进程通信的 C/S 端 Java 代码，位于 build/generated/source/aidl。
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##### 第三步：Java 源码编译
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有了 R.java 和 aidl 生成的 Java 文件，再加上工程的源代码，现在就可以使用 javac 进行正常的 java 编译生成 class 文件了。
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输入：java source 的文件夹（另外还包括了 build/generated 下的：R.java，aidl 生成的 Java 文件以及 BuildConfig.java）
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输出：对于 gradle 编译，可以在 build/intermediates/classes 里，看到输出的 class 文件。
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##### 第四步：dex
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使用 dx/d8 工具将 class 文件转化为 dex 文件，生成常量池，消除冗余数据等。
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##### 第五步：apkbuilder
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打包生成 APK 文件，现在都已经通过 sdklib.jar 的 ApkBuilder 类进行打包了，输入为我们之前生成的包含 resources.arsc 的 .ap_ 文件，上一步生成的 dex 文件，以及其他资源如 jni、jar 包内的资源。
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##### 第六步：Jarsigner
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对 apk 文件进行签名，APK 需要签名才能在设备上进行安装。现在不仅可以使用 jarsigner，还可以使用 apksigner。
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##### 第七步：zipalign
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对签名后的 apk 文件进行对齐处理，使得 apk 中所有资源文件距离文件起始偏移为四个字节的整数倍，从而在通过内存映射访问 apk 文件时会更快。
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需要注意的，使用不同的签名工具对对齐是有影响的。如果使用 jarsigner，则只能在 APK 文件签名后执行 zipalign；如果使用 apksigner，则只能在 APK 文件签名之前执行 zipalign。
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详见官网描述：[zipalign](https://developer.android.com/studio/command-line/zipalign)
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详细构建流程图：
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#### Android Gradle Plugin
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有了以上的初步了解之后，再来看看 Android Gradle Plugin 是如何实现构建流程的。
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我们使用的 apply plugin: 'com.android.application' 和 apply plugin:'com.android.library' 插件对应的类分别是 AppPlugin 和 LibraryPlugin。它们都是继承 BasePlugin：
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```java
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public abstract class BasePlugin<E extends BaseExtension2> implements Plugin<Project>{
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@Override
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public final void apply(@NonNull Project project) {
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//核心方法
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basePluginApply(project);
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//因为 apply 是 final
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//所以提供一个 pluginSpecificApply 用于 AppPlugin 和 LibraryPlugin 加入特殊逻辑
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pluginSpecificApply(project);
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}
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}
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```
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看到重写的 apply 方法是 final，就很开心了，也就是说我们只需要分析 BasePlugin 里面的逻辑就好了。核心方法是 basePluginApply，源码如下：
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```java
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private void basePluginApply(@NonNull Project project) {
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//核心三个方法
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configureProject();
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configureExtension();
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createTasks();
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}
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```
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##### configureProject()
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```
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private void configureProject() {
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//主构建器类，它提供了处理构建的所有数据，比如 DefaultProductFlavor、DefaultBuildType 以及一些依赖项，在执行的时候使用它们特定的构建步骤
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AndroidBuilder androidBuilder = new AndroidBuilder();
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//...
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// 依赖 Java 插件
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project.getPlugins().apply(JavaBasePlugin.class);
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//Plugin 的全局变量
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new GlobalScope（）
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}
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```
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##### configureExtension()
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```java
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private void configureExtension() {
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ObjectFactory objectFactory = project.getObjects();
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//创建 BuildType、ProductFlavor、SigningConfig、BaseVariantOutput 的容器
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final NamedDomainObjectContainer<BuildType> buildTypeContainer =
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project.container());
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final NamedDomainObjectContainer<ProductFlavor> productFlavorContainer =
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project.container());
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final NamedDomainObjectContainer<SigningConfig> signingConfigContainer =
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project.container());
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final NamedDomainObjectContainer<BaseVariantOutput> buildOutputs =
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project.container(BaseVariantOutput.class);
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project.getExtensions().add("buildOutputs", buildOutputs);
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sourceSetManager = new SourceSetManager();
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//创建 BaseExtension
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extension = createExtension();
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globalScope.setExtension(extension);
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variantFactory = createVariantFactory(globalScope, extension);
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//创建 TaskManager
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taskManager = createTaskManager();
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//创建 VariantManager
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variantManager = new VariantManager();
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registerModels(registry, globalScope, variantManager, extension, extraModelInfo);
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variantFactory.createDefaultComponents(
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buildTypeContainer, productFlavorContainer, signingConfigContainer);
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}
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```
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##### createTask()
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```java
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private void createTasks() {
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//注册一些默认 Task，比如 uninstallAll、deviceCheck、connectedCheck 等
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taskManager.createTasksBeforeEvaluate()
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createAndroidTasks();
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}
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final void createAndroidTasks() {
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//...
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List<VariantScope> variantScopes = variantManager.createAndroidTasks();
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}
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```
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然后就一直到了 TaskManager#createTasksForVariantScope 方法，它是一个抽象方法，我们看它在 ApplicationTaskManager 中的实现：
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```java
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public void createTasksForVariantScope(@NonNull final VariantScope variantScope) {
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createAnchorTasks(variantScope);
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//checkXxxManifest 检查 Manifest 文件存在、路径
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createCheckManifestTask(variantScope);
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handleMicroApp(variantScope);
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//把依赖放到 TransformManager 中
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createDependencyStreams(variantScope);
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// Add a task to publish the applicationId.
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createApplicationIdWriterTask(variantScope);
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// 合并 manifest
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createMergeApkManifestsTask(variantScope);
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// Add a task to create the res values
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createGenerateResValuesTask(variantScope);
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// Add a task to compile renderscript files.
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createRenderscriptTask(variantScope);
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// 合并 resource
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createMergeResourcesTask(
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variantScope,
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true,
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Sets.immutableEnumSet(MergeResources.Flag.PROCESS_VECTOR_DRAWABLES));
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// 合并 assets 文件夹
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createMergeAssetsTask(variantScope);
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// 生成 BuildConfig.java 文件
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createBuildConfigTask(variantScope);
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// Add a task to process the Android Resources and generate source files
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createApkProcessResTask(variantScope);
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// Add a task to process the java resources
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createProcessJavaResTask(variantScope);
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createAidlTask(variantScope);
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// Add external native build tasks
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createExternalNativeBuildJsonGenerators(variantScope);
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createExternalNativeBuildTasks(variantScope);
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// Add a task to merge the jni libs folders
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createMergeJniLibFoldersTasks(variantScope);
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// Add feature related tasks if necessary
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if (variantScope.getType().isBaseModule()) {
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// Base feature specific tasks.
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taskFactory.register(new FeatureSetMetadataWriterTask.CreationAction(variantScope));
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createValidateSigningTask(variantScope);
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// Add a task to produce the signing config file.
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taskFactory.register(new SigningConfigWriterTask.CreationAction(variantScope));
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if (extension.getDataBinding().isEnabled()) {
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// Create a task that will package the manifest ids(the R file packages) of all
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// features into a file. This file's path is passed into the Data Binding annotation
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// processor which uses it to known about all available features.
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//
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// <p>see: {@link TaskManager#setDataBindingAnnotationProcessorParams(VariantScope)}
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taskFactory.register(
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new DataBindingExportFeatureApplicationIdsTask.CreationAction(
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variantScope));
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}
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} else {
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// Non-base feature specific task.
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// Task will produce artifacts consumed by the base feature
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taskFactory.register(
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new FeatureSplitDeclarationWriterTask.CreationAction(variantScope));
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if (extension.getDataBinding().isEnabled()) {
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// Create a task that will package necessary information about the feature into a
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// file which is passed into the Data Binding annotation processor.
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taskFactory.register(
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new DataBindingExportFeatureInfoTask.CreationAction(variantScope));
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}
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taskFactory.register(new MergeConsumerProguardFilesTask.CreationAction(variantScope));
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}
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// Add data binding tasks if enabled
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createDataBindingTasksIfNecessary(variantScope, MergeType.MERGE);
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// Add a compile task
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createCompileTask(variantScope);
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createStripNativeLibraryTask(taskFactory, variantScope);
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if (variantScope.getVariantData().getMultiOutputPolicy().equals(MultiOutputPolicy.SPLITS)) {
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if (extension.getBuildToolsRevision().getMajor() < 21) {
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throw new RuntimeException(
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"Pure splits can only be used with buildtools 21 and later");
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}
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createSplitTasks(variantScope);
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}
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TaskProvider<BuildInfoWriterTask> buildInfoWriterTask =
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createInstantRunPackagingTasks(variantScope);
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createPackagingTask(variantScope, buildInfoWriterTask);
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// Create the lint tasks, if enabled
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createLintTasks(variantScope);
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taskFactory.register(new FeatureSplitTransitiveDepsWriterTask.CreationAction(variantScope));
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createDynamicBundleTask(variantScope);
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}
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#### 参考
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[Apk 打包流程梳理](https://juejin.im/entry/58b78d1b61ff4b006cd47e5b)
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[Android App 编译流程详解](https://gitbook.cn/gitchat/activity/5cb3f38f6f093c03b1bfe0f5)
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