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android-notes/blogs/Android/Framework/APK 构建流程.md

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Android APK 构建流程
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#### 目录
2. 前言
3. 构建流程
4. Android Gradle Plugin 源码分析
#### 前言
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。
当然,看完文章之后,你可以试试自己画一下构建流程图。
本篇主要用来记录学习过程,再次感谢大佬们的分享精神~
#### 构建流程
先来一张 [Android 配置构建]() 官网上的一张图:
![](https://i.loli.net/2019/05/07/5cd1888bcfafa.png)
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:
![](https://i.loli.net/2019/05/07/5cd14ad86262c.png)
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:
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)
2. 处理 .aidl 文件,生成对应的 Java 接口文件
3. 通过 Java Compiler 编译 R.java、Java 接口文件、Java 源文件,生成 .class 文件
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
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
6. 通过 Jarsigner 工具,对上面的 apk 进行 debug 或 release 签名
7. 通过 zipalign 工具,对签名后的 apk 进行对齐处理
##### 第一步:aapt
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。
##### 第二步:aidl
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。
##### 第三步:Java 源码编译
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。
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)
输出:对于 gradle 编译,可以在 build/intermediates/classes 里,看到输出的 class 文件。
##### 第四步:dex
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。
##### 第五步:apkbuilder
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。
##### 第六步:Jarsigner
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。
##### 第七步:zipalign
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。
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。
详见官网描述:[zipalign](https://developer.android.com/studio/command-line/zipalign)
详细构建流程图:
![](https://i.loli.net/2019/05/08/5cd2a35578f65.png)
#### Android Gradle Plugin
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。
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:
```java
public abstract class BasePlugin<E extends BaseExtension2> implements Plugin<Project>{
@Override
public final void apply(@NonNull Project project) {
//核心方法
basePluginApply(project);
//因为 apply 是 final
//所以提供一个 pluginSpecificApply 用于 AppPlugin 和 LibraryPlugin 加入特殊逻辑
pluginSpecificApply(project);
}
}
```
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:
```java
private void basePluginApply(@NonNull Project project) {
//核心三个方法
configureProject();
configureExtension();
createTasks();
}
```
##### configureProject()
```
private void configureProject() {
//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
AndroidBuilder androidBuilder = new AndroidBuilder();
//...
// 依赖 Java 插件
project.getPlugins().apply(JavaBasePlugin.class);
//Plugin 的全局变量
new GlobalScope()
}
```
##### configureExtension()
```java
private void configureExtension() {
ObjectFactory objectFactory = project.getObjects();
//创建 BuildType、ProductFlavor、SigningConfig、BaseVariantOutput 的容器
final NamedDomainObjectContainer<BuildType> buildTypeContainer =
project.container());
final NamedDomainObjectContainer<ProductFlavor> productFlavorContainer =
project.container());
final NamedDomainObjectContainer<SigningConfig> signingConfigContainer =
project.container());
final NamedDomainObjectContainer<BaseVariantOutput> buildOutputs =
project.container(BaseVariantOutput.class);
project.getExtensions().add("buildOutputs", buildOutputs);
sourceSetManager = new SourceSetManager();
//创建 BaseExtension
extension = createExtension();
globalScope.setExtension(extension);
variantFactory = createVariantFactory(globalScope, extension);
//创建 TaskManager
taskManager = createTaskManager();
//创建 VariantManager
variantManager = new VariantManager();
registerModels(registry, globalScope, variantManager, extension, extraModelInfo);
variantFactory.createDefaultComponents(
buildTypeContainer, productFlavorContainer, signingConfigContainer);
}
```
##### createTask()
```java
private void createTasks() {
//注册一些默认 Task,比如 uninstallAll、deviceCheck、connectedCheck 等
taskManager.createTasksBeforeEvaluate()
createAndroidTasks();
}
final void createAndroidTasks() {
//...
List<VariantScope> variantScopes = variantManager.createAndroidTasks();
}
```
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:
```java
public void createTasksForVariantScope(@NonNull final VariantScope variantScope) {
createAnchorTasks(variantScope);
//checkXxxManifest 检查 Manifest 文件存在、路径
createCheckManifestTask(variantScope);
handleMicroApp(variantScope);
//把依赖放到 TransformManager 中
createDependencyStreams(variantScope);
// Add a task to publish the applicationId.
createApplicationIdWriterTask(variantScope);
// 合并 manifest
createMergeApkManifestsTask(variantScope);
// Add a task to create the res values
createGenerateResValuesTask(variantScope);
// Add a task to compile renderscript files.
createRenderscriptTask(variantScope);
// 合并 resource
createMergeResourcesTask(
variantScope,
true,
Sets.immutableEnumSet(MergeResources.Flag.PROCESS_VECTOR_DRAWABLES));
// 合并 assets 文件夹
createMergeAssetsTask(variantScope);
// 生成 BuildConfig.java 文件
createBuildConfigTask(variantScope);
// Add a task to process the Android Resources and generate source files
createApkProcessResTask(variantScope);
// Add a task to process the java resources
createProcessJavaResTask(variantScope);
createAidlTask(variantScope);
// Add external native build tasks
createExternalNativeBuildJsonGenerators(variantScope);
createExternalNativeBuildTasks(variantScope);
// Add a task to merge the jni libs folders
createMergeJniLibFoldersTasks(variantScope);
// Add feature related tasks if necessary
if (variantScope.getType().isBaseModule()) {
// Base feature specific tasks.
taskFactory.register(new FeatureSetMetadataWriterTask.CreationAction(variantScope));
createValidateSigningTask(variantScope);
// Add a task to produce the signing config file.
taskFactory.register(new SigningConfigWriterTask.CreationAction(variantScope));
if (extension.getDataBinding().isEnabled()) {
// Create a task that will package the manifest ids(the R file packages) of all
// features into a file. This file's path is passed into the Data Binding annotation
// processor which uses it to known about all available features.
//
// <p>see: {@link TaskManager#setDataBindingAnnotationProcessorParams(VariantScope)}
taskFactory.register(
new DataBindingExportFeatureApplicationIdsTask.CreationAction(
variantScope));
}
} else {
// Non-base feature specific task.
// Task will produce artifacts consumed by the base feature
taskFactory.register(
new FeatureSplitDeclarationWriterTask.CreationAction(variantScope));
if (extension.getDataBinding().isEnabled()) {
// Create a task that will package necessary information about the feature into a
// file which is passed into the Data Binding annotation processor.
taskFactory.register(
new DataBindingExportFeatureInfoTask.CreationAction(variantScope));
}
taskFactory.register(new MergeConsumerProguardFilesTask.CreationAction(variantScope));
}
// Add data binding tasks if enabled
createDataBindingTasksIfNecessary(variantScope, MergeType.MERGE);
// Add a compile task
createCompileTask(variantScope);
createStripNativeLibraryTask(taskFactory, variantScope);
if (variantScope.getVariantData().getMultiOutputPolicy().equals(MultiOutputPolicy.SPLITS)) {
if (extension.getBuildToolsRevision().getMajor() < 21) {
throw new RuntimeException(
"Pure splits can only be used with buildtools 21 and later");
}
createSplitTasks(variantScope);
}
TaskProvider<BuildInfoWriterTask> buildInfoWriterTask =
createInstantRunPackagingTasks(variantScope);
createPackagingTask(variantScope, buildInfoWriterTask);
// Create the lint tasks, if enabled
createLintTasks(variantScope);
taskFactory.register(new FeatureSplitTransitiveDepsWriterTask.CreationAction(variantScope));
createDynamicBundleTask(variantScope);
}
```
#### 参考
[Apk 打包流程梳理](https://juejin.im/entry/58b78d1b61ff4b006cd47e5b)
[Android App 编译流程详解](https://gitbook.cn/gitchat/activity/5cb3f38f6f093c03b1bfe0f5)