Android笔记-APK打包流程

Android APK (Android Application Package) 是Android系统中应用程序安装包的文件格式，以.apk作为文件后缀名，MIME类型为application/vnd.android.package-archive。通过分析APK的组成内容和打包流程，可以对Android应用程序开发有一个整体的认识。

APK文件是一个zip包，通过unzip命令解压，解压后的内容包含以下几部分：

[code]APK
│
└──lib/ 
└──META-INF/
└──res/ 
└──assets/
└──AndroidManifest.xml 
└──resources.arsc
└──classes.dex

可以看到，和IDE (Android Studio或者Eclipse) 工程的文件层次结构十分相似。

lib – 用于存放与处理器相关的二进制文件，其内部根据处理器不同细分为armeabi, x86, mips等目录。

META-INF – 用于存放APK的签名信息。

res – 包含APK图形界面和字符串相关的资源文件，对应IDE中的res目录。

Android资源文件由如下内容组成：

目录	用途
layout	存放布局文件 (layout-land保存横屏布局文件，layout-port保存竖屏布局文件)。
menu	存放菜单布局文件，比如Options Menu, Context Menu, Sub Menu等
drawable	存放应用中使用的图片资源，也包含帧动画 (Frame Animations) 文件
mipmap	存放应用在Launcher中的显示图标
animator	动画资源，主要是属性动画 (Property Animations) 文件
anim	动画资源，主要是补间动画 (Tween Animations) 文件
color	颜色资源，定义ColorStateList对象
raw	保存原始文件格式的任意文件，可通过Resources.openRawResource()来读取
values	存放字符串资源，比如dimens, strings, colors, styles, arrays, integers。
xml	应用程序的一些配置信息

Notice:

1. 布局文件命名应尽可能遵循一定的规范，不然文件很多时会感觉混乱，可以参考android-best-practices统一布局文件命名。也可以通过gradle来实现layout Nesting，以解决布局文件太多的问题。

2. 为了节省存储空间，存放在drawable中的图片资源会经过aapt工具编译后再打包，如果不想某些图片资源被优化，可以将其存放在raw目录。

3. APK中res不包含values，为了提高解析和访问效率，values下的资源文件都会编译进resource.arsc中。

4. 资源的组织方式异常丰富，有19个维度，常用的有smallestWidth, Available width, Available height, Screen size, Screen orientation等，可以查阅Providing Resources小节。

接触过Web开发的人都了解skeleton。目前看来，Google定义的资源文件的skeleton还是蛮合理的。更多内容可以查阅官网Resource Types这一小节。

assets – 用于存放保持原始文件内容的任意文件，比如音频，视频，主题包等。assets与res/raw中的文件都会保持原始文件内容。两者不同之处在于，res/raw中存放的文件在R.java中有资源ID，在代码中可以通过引用资源ID来使用资源。而assets中存放的文件没有分配资源ID，因此assets中存放的文件只能通过AssetManager来读取。

AndroidManifest.xml – APK的配置文件，包含以下主要部分：

1. 声明应用的包名，这个包名作为应用安装到Android系统中的唯一标识

2. 描述应用中使用的组件 (activity, service, broadcast receiver和content provider)

3. 声明应用组件运行时所在的进程

4. 申请应用运行时必须具备的权限

5. 声明应用支持运行的最低SDK版本

6. 应用需要链接的库

更多内容可以查阅官网App Manifest

resources.arsc – APK的资源索引文件，该文件生成具体过程可以参考老罗的Android应用程序资源的编译和打包过程分析 。

classes.dex – Android应用程序的逻辑部分。由java源代码编译生成的可由Dalvik/ART虚拟机解析执行的可执行文件。

classes.dex可以通过apktool反编译成smali格式文件，或者通过dex2jar反编译成.class文件。

Android工程编译生成APK过程如下图所示：




以上步骤都可由IDE自动完成，流程如下：

1. 所有的XML文件，都会被aapt (Android Asset Package Tool) 解析成二进制格式。通过编译时进行XML的解析，能够节省运行时的开销。解析后的资源会在R.java中保存一个索引ID。

2. 所有的java文件，都会被JDK中的javac编译成按源代码包结构组织的.class字节码文件。然后会再通过SDK中提供的dx工具转换成可以被Dalvik/ART虚拟机解析执行的classes.dex文件。

3. 然后，前两步生成的二进制资源文件和classes.dex可执行文件，会通过apkbuilder工具，使用zip压缩算法打包成一个APK文件。

4. 最后，通过jarsigner工具对APK包进行校验和数字签名。为了提高虚拟机访问内存的效率，通过zipalign工具对APK中的资源进行4字节对齐。最后得到可以分发安装的APK文件。

参考学习资料：

1. Android application package

2. Android应用程序开发以及背后的设计思想深度剖析(1)

2. Android资源管理框架（Asset Manager）简要介绍和学习计划