手动命令行编译 APK

摘要：本文详细讲解APK是如何编译的，通过例子一步一步透析整个代码打包的过程。通过这篇文章，读者能够掌握打包过程和原理。

平时开发为了提高效率，我们都喜欢使用集成开发工具，如Android Studios、Eclipse 等等。效率是提高了，但往往会忽略一些基本原理。现在我们抛开这些工具，自己通过打包命令，手动编译APK。

APK解压

不知道大家有没有了解，APK其实是一个zip格式文件。我们将一个app.apk 后缀名改成app.zip,然后用unzip 解压它。
如图所示：

app.zip.jpg

解压后的得到了以下几个重要的文件。

resources.arsc :通过AAPT编译后的资源索引表文件。
AndroidMainfest.xml:编译后的压缩文件，包括了一些应用的信息如包名、版本号、权限、组件注册等等。
res目录: 存放APP的资源，包括图片，字符串、布局等等文件。
classes.dex:java 源码编译后生成的java 字节码文件。
META-INF目录：存放的是签名信息，用来保证apk包的完整性和系统的安全。

unzip.jpg

通过以上简单的解压，简单了了解最终得到的文件，大家可以带着疑惑往下看，这些文件是怎么来的。

编译流程

我们都知道，一个基本的Android工程是由 Mainifest、Resources、Assets、Sourcescode、Libraries、等组成。那么他们是怎么构建起来的呢？看以下这张来自google官方经典的流程图。

build.png

打包资源文件，生成R.java。 Application Resources 通过aapt工具生成 Compiled Resources 和R.java。
编译aidl，转成java Interfaces文件。如果项目中没有aidl文件，这一步忽略。
编译所有的.java 源码文件，生成.class 字节码文件。java编译器将应用源码文件、aapt 生成的R.java、aidl编译后的 java
编译成.class Files.
转换所有class 文件，生成 .dex 文件。将工程中的编译好的.class 文件和第三方类库通过 dex 工具生成 .dex 文件。
生成无签名的.apk文件。将编译好的资源文件、.dex 文件、通过 apkbuider 生成 .apk
生成签名的.apk文件。将无签名的apk 通过jarsigner 命令生成有签名的apk
优化签名apk文件。通过zipalign 工具将所有资源文件距离调整为4字节的整数倍，这样访问文件会更快。

手动打包

了解打包流程后，我们通过例子手动验证一下。手动建立以下几个文件。结构如下：

android-project/
├── AndroidManifest.xml
├── gen/
├── lib/
│   └── android-support-v4.jar
├── out/
├── res/
│   ├── drawable-xhdpi/
│   │   └── icon.png
│   ├── drawable-xxhdpi/
│   │   └── icon.png
│   ├── drawable-xxxhdpi/
│   │   └── icon.png
│   └── layout/
│   └── activity_main.xml
└── src/
      └── cn/
           └── androidblog/
                └── testbuild/
                     └── MainActivity.java

第一步：资源编译

使用aapt工具。aapt命令网上很多，我就不说了。

   jomeslu@jomeslu:~$ aapt package -f 
 -M AndroidManifest.xml 
 -I "$ANDROID_HOME/platforms/android-N/android.jar" 
 -S res/ 
 -J gen/ 
 -m

然后生成的R.java 在gen/cn/androidblog/testbuild/R.java文件

/* AUTO-GENERATED FILE.  DO NOT MODIFY.
 *
 * This class was automatically generated by the
 * aapt tool from the resource data it found.  It
 * should not be modified by hand.
 */
package com.androidblog.testbuild;

public final class R {
    public static final class attr {
    }
    public static final class drawable {
        public static final int ic_launcher=0x7f020000;
    }
    public static final class layout {
        public static final int activity_main=0x7f030000;
    }
}

aapt 参数的
-f 如果编译出来的文件已经存在，强制覆盖。
-m 使生成的包的目录放在-J参数指定的目录。
-J 指定生成的R.java的输出目录
-S res文件夹路径
-A assert文件夹的路径
-M AndroidManifest.xml的路径
-I 某个版本平台的android.jar的路径
-F 具体指定apk文件的输出

关于资源编译这块涉及很多很有趣的地方。比如打包的时候，资源冲突的解决，动态修改资源的ID等等。插件化需要用到这个技术，所以我会单独写一篇文章详细介绍，本文先不讲。

第二步：代码编译

通过javac 将java文件编译成.class 文件命令如下：

jomeslu@jomeslu:~$ javac
-encoding  GBK 
-bootclasspath /home/jomeslu/Android/Sdk/platforms/android-22/android.jar  
-d  ./testBuild/out/ 
./testBuild/src/com/androidblog/testbuild/*.java 
./testBuild/gen/com/androidblog/testbuild/*.java 
-classpath ./testBuild/libs/android-support-v4.jar

在.class 在out/cn/androidblog/testbuild/目录下

class.png

备注：javac 的参数

  -g                         生成所有调试信息
  -g:none                    不生成任何调试信息
  -g:{lines,vars,source}     只生成某些调试信息
  -nowarn                    不生成任何警告
  -verbose                   输出有关编译器正在执行的操作的消息
  -deprecation               输出使用已过时的 API 的源位置
  -classpath <路径>            指定查找用户类文件和注释处理程序的位置
  -cp <路径>                   指定查找用户类文件和注释处理程序的位置
  -sourcepath <路径>           指定查找输入源文件的位置
  -bootclasspath <路径>        覆盖引导类文件的位置
  -extdirs <目录>              覆盖所安装扩展的位置
  -endorseddirs <目录>         覆盖签名的标准路径的位置
  -proc:{none,only}          控制是否执行注释处理和/或编译。
  -processor [,,...] 绕过默认的搜索进程
  -processorpath <路径>        指定查找注释处理程序的位置
  -parameters                生成元数据以用于方法参数的反射
  -d <目录>                    指定放置生成的类文件的位置
  -s <目录>                    指定放置生成的源文件的位置
  -h <目录>                    指定放置生成的本机标头文件的位置
  -implicit:{none,class}     指定是否为隐式引用文件生成类文件
  -encoding <编码>             指定源文件使用的字符编码
  -source <发行版>              提供与指定发行版的源兼容性
  -target <发行版>              生成特定 VM 版本的类文件
  -profile <配置文件>            请确保使用的 API 在指定的配置文件中可用
  -version                   版本信息
  -help                      输出标准选项的提要
  -A关键字[=值]                  传递给注释处理程序的选项
  -X                         输出非标准选项的提要
  -J<标记>                     直接将 <标记> 传递给运行时系统
  -Werror                    出现警告时终止编译
  @<文件名>                     从文件读取选项和文件名

第三步：生成.dex文件

将工程out目录下的所有文件编译成classes.dex文件。通过dex工具编译,详细的dx命令去网上查查。

jomeslu@jomeslu:~$ ./dx 
--dex --output=./testBuild/out/classes.dex
./testBuild/out/cn/androidblog/testbuild/

第四步：生成APK文件

这个阶段要分两步走 :1.资源文件初始包 2.加入classes.dex

资源文件初始包

jomeslu@jomeslu:~$ aapt package -f 
-M AndroidManifest.xml 
-I /home/jomeslu/Android/Sdk/platforms/android-22/android.jar 
-S res/ 
-F out/testbuildresc.apk

用apkbuilder工具将testbuildresc.apk加入classes.dex文件

jomeslu@jomeslu:~$ apkbuilder ./testbuild/out/testbuild_unsinger.apk
-v 
-u
-z  ./testbuild/out/testbuildresc.apk
-f  ./testbuild/out/classes.dex
-rf ./testbuild/src
-nf ./testbuild/libs
-rj ./testbuild/libs

第五步：加入签名

大家都知道apk都是必须加入签名的，不管是debug的签名还是公开版的签名，都需要安装，否者是不能安装使用的。SDK 提供了一个的debug key,路径在~/.android/debug.keystore.
默认的签名信息如下

Key password:  android
Keystore password:  android
Key alias: androiddebugkey

所以用JDK提供的工具jarsigner 进行签名

jomeslu@jomeslu:~$ jarsigner -verbose 
 -keystore ~/.android/debug.keystore 
 -storepass android 
 -keypass android 
 ./testbuild/out/testbuild.apk 
 androiddebugkey

这样,APK就已经完成了签名。

第六步：对签名的APK优化

这是最后一步了，APK签名完成后，需要对未压缩的数据进行4个字节的边界对齐。这样提高了APK的性能，主要体现在文件的操作、资源的读取等等。使用Zipalign工具帮我们处理这样的事情。

jomeslu@jomeslu:~$ zipalign 
-f 4 ./testbuild/out/testbuild.apk ./testbuild/out/testbuild-optimizated.apk

总结

打包过程是很好理解的。总结以下的3个部分

资源的编译
编译java源码，生成.class
打包和优化APK

好了，打包就先介绍道这里，希望对大家有帮助

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