Android反编译工具Apktool浅析

在分析Apktool源码以前，先简单了解下apk。

Apk本质上是个压缩文件，能够用解压工做把他解压例如（掘金APP）

基本Apk包结构

• META-INF
• res
• AndroidManifest.xml
• classes.dex
• resources.arsc

下面我就简单的介绍下如下几个文件：

META-INF

在打包apk包的时候，会对全部的须要打包的文件作一个校验算法，而且把计算的结果放在META-INF目录下。同时在安装APK的时候，也会根据这个算法对安装的APK进行校验，校验不经过，Android系统是不会安装这个APK的。所以能够很好的保证的系统的安全。

res

这个文件夹下存放着layout，value，raw，assets等文件夹。须要注意的是除了raw与assets文件夹下的内容在打包的时候不会被压缩成二进制文件，其余文件夹下的文件会压缩成二进制文件。因此，你要是用文本打开这些文件，你会发现这些文件是一坨01组合。

AndroidManifest.xml

这个文件包含了应用版本，名字，权限等信息，在打包成APK文件的时候，也会把这个文件压缩成二进制文件。

classes.dex

可被Dalvik虚拟机识别和加载运行的文件。有时在解包的时候会发现，有classes2.dex、classes3.dex。这是由于在Android打包的时候，为了防止出现方法数超过64K，所以把项目的类分开打包成dex文件。让虚拟机分别加载这些dex，避免64K这个问题的出现。

resources.arsc

资源索引表(id与资源内容的映射关系)
举个例子：
一、 string.xml里面有黑狗
二、 在代码中使用R.string.blackdog来获取“黑狗”这个内容。
三、 那么在编译后会首先生成一个为R.string.blackdog生成一个id（假设为0x0f0a0a）
四、 那么在resources.arsc会生成一个0x0f0a0a与“黑狗”的映射关系
五、 在编译后的代码文件会把R.string.blackdog编译成0x0f0a0a。
六、 这样子，在运行时就会经过这个id渠道resources.arsc中找到映射的内容“黑狗”了。

下面咱们看下apktool解包的流程

Decode主要作了如下事情：

一、把压缩后的二进制AndroidManifest.xml文件解压缩成xml格式的AndroidManifest.Xml
二、根据resources.arsc，还原res文件下被压缩的文件
三、把apk包中的dex文件反编译成可读性更高的smali（一种汇编语言）文件
四、解压缩其余文件

让咱们从fucking code中看看这个decode流程

首先咱们看看入口类：Main

public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, BrutException {
        ...
        try {
            commandLine = parser.parse(allOptions, args, false);
        } catch (ParseException ex) {
            System.err.println(ex.getMessage());
            usage();
            return;
        }
        ...
        boolean cmdFound = false;
        for (String opt : commandLine.getArgs()) {
            if (opt.equalsIgnoreCase("d") || opt.equalsIgnoreCase("decode")) {
                cmdDecode(commandLine);
                cmdFound = true;
            } else if (opt.equalsIgnoreCase("b") || opt.equalsIgnoreCase("build")) {
                cmdBuild(commandLine);
                cmdFound = true;
            } ...
} 
复制代码

一、首先会解析输入的参数
二、若是参数中含有d或decode，则调用cmdDecode来反编译对应的apk包
接下来咱们看下cmdDocode干了什么

private static void cmdDecode(CommandLine cli) throws AndrolibException {
        ApkDecoder decoder = new ApkDecoder();

        int paraCount = cli.getArgList().size();
        String apkName = cli.getArgList().get(paraCount - 1);
        File outDir;

        // check for options
        if (cli.hasOption("s") || cli.hasOption("no-src")) {
            decoder.setDecodeSources(ApkDecoder.DECODE_SOURCES_NONE);
        }
        if (cli.hasOption("d") || cli.hasOption("debug")) {
            System.err.println("SmaliDebugging has been removed in 2.1.0 onward. Please see: https://github.com/iBotPeaches/Apktool/issues/1061");
            System.exit(1);
        }
        if (cli.hasOption("b") || cli.hasOption("no-debug-info")) {
            decoder.setBaksmaliDebugMode(false);
        }
        if (cli.hasOption("t") || cli.hasOption("frame-tag")) {
            decoder.setFrameworkTag(cli.getOptionValue("t"));
        }
        if (cli.hasOption("f") || cli.hasOption("force")) {
            decoder.setForceDelete(true);
        }
        if (cli.hasOption("r") || cli.hasOption("no-res")) {
            decoder.setDecodeResources(ApkDecoder.DECODE_RESOURCES_NONE);
        }
        if (cli.hasOption("force-manifest")) {
            decoder.setForceDecodeManifest(ApkDecoder.FORCE_DECODE_MANIFEST_FULL);
        }
        if (cli.hasOption("no-assets")) {
            decoder.setDecodeAssets(ApkDecoder.DECODE_ASSETS_NONE);
        }
        if (cli.hasOption("k") || cli.hasOption("keep-broken-res")) {
            decoder.setKeepBrokenResources(true);
        }
        if (cli.hasOption("p") || cli.hasOption("frame-path")) {
            decoder.setFrameworkDir(cli.getOptionValue("p"));
        }
        if (cli.hasOption("m") || cli.hasOption("match-original")) {
            decoder.setAnalysisMode(true, false);
        }
        if (cli.hasOption("api") || cli.hasOption("api-level")) {
            decoder.setApi(Integer.parseInt(cli.getOptionValue("api")));
        }
        if (cli.hasOption("o") || cli.hasOption("output")) {
            outDir = new File(cli.getOptionValue("o"));
            decoder.setOutDir(outDir);
        } else {
            // make out folder manually using name of apk
            String outName = apkName;
            outName = outName.endsWith(".apk") ? outName.substring(0,
                    outName.length() - 4).trim() : outName + ".out";

            // make file from path
            outName = new File(outName).getName();
            outDir = new File(outName);
            decoder.setOutDir(outDir);
        }

        decoder.setApkFile(new File(apkName));

        try {
            decoder.decode();
        } catch (OutDirExistsException ex) {
         ...
}
}
    }
复制代码

首先根据参数来设置了decode规则：

一、s或on-src：decode的时候不要把dex文件反编译成smali文件。
二、 r或no-res：decode的时候不要还原res文件夹下被压缩成二进制的文件
三、 no-assets：decode的时候不要解压assets文件下的文件
四、 o：制定输出后的文件夹
五、 其余参数的能够看一波源码
最后调用了ApkDecoder的decode方法：下面咱们看下这个方法主要作了什么

public void decode() throws AndrolibException, IOException, DirectoryException {
        try {
            File outDir = getOutDir();
            AndrolibResources.sKeepBroken = mKeepBrokenResources;

            if (!mForceDelete && outDir.exists()) {
                throw new OutDirExistsException();
            }

            if (!mApkFile.isFile() || !mApkFile.canRead()) {
                throw new InFileNotFoundException();
            }

            try {
                OS.rmdir(outDir);
            } catch (BrutException ex) {
                throw new AndrolibException(ex);
            }
            outDir.mkdirs();

            LOGGER.info("Using Apktool " + Androlib.getVersion() + " on " + mApkFile.getName());

            if (hasResources()) {
                switch (mDecodeResources) {
                    case DECODE_RESOURCES_NONE:
                        mAndrolib.decodeResourcesRaw(mApkFile, outDir);
                        if (mForceDecodeManifest == FORCE_DECODE_MANIFEST_FULL) {
                            setTargetSdkVersion();
                            setAnalysisMode(mAnalysisMode, true);

                            // done after raw decoding of resources because copyToDir overwrites dest files
                            if (hasManifest()) {
                                mAndrolib.decodeManifestWithResources(mApkFile, outDir, getResTable());
                            }
                        }
                        break;
                    case DECODE_RESOURCES_FULL:
                        setTargetSdkVersion();
                        setAnalysisMode(mAnalysisMode, true);

                        if (hasManifest()) {
                            mAndrolib.decodeManifestWithResources(mApkFile, outDir, getResTable());
                        }
                        mAndrolib.decodeResourcesFull(mApkFile, outDir, getResTable());
                        break;
                }
            } else {
                // if there's no resources.arsc, decode the manifest without looking // up attribute references if (hasManifest()) { if (mDecodeResources == DECODE_RESOURCES_FULL || mForceDecodeManifest == FORCE_DECODE_MANIFEST_FULL) { mAndrolib.decodeManifestFull(mApkFile, outDir, getResTable()); } else { mAndrolib.decodeManifestRaw(mApkFile, outDir); } } } if (hasSources()) { switch (mDecodeSources) { case DECODE_SOURCES_NONE: mAndrolib.decodeSourcesRaw(mApkFile, outDir, "classes.dex"); break; case DECODE_SOURCES_SMALI: mAndrolib.decodeSourcesSmali(mApkFile, outDir, "classes.dex", mBakDeb, mApi); break; } } if (hasMultipleSources()) { // foreach unknown dex file in root, lets disassemble it Set<String> files = mApkFile.getDirectory().getFiles(true); for (String file : files) { if (file.endsWith(".dex")) { if (! file.equalsIgnoreCase("classes.dex")) { switch(mDecodeSources) { case DECODE_SOURCES_NONE: mAndrolib.decodeSourcesRaw(mApkFile, outDir, file); break; case DECODE_SOURCES_SMALI: mAndrolib.decodeSourcesSmali(mApkFile, outDir, file, mBakDeb, mApi); break; } } } } } mAndrolib.decodeRawFiles(mApkFile, outDir, mDecodeAssets); mAndrolib.decodeUnknownFiles(mApkFile, outDir, mResTable); mUncompressedFiles = new ArrayList<String>(); mAndrolib.recordUncompressedFiles(mApkFile, mUncompressedFiles); mAndrolib.writeOriginalFiles(mApkFile, outDir); writeMetaFile(); } catch (Exception ex) { throw ex; } finally { try { mApkFile.close(); } catch (IOException ignored) {} } } 复制代码

代码有点长，主要作了如下事情：

一、解压AndroidManifest.xml
二、 解压res文件下的内容。
三、 反编译dex文件成smali文件。
四、 解压其余不被识别的文件。
五、 解压META-INF文件下的内容
六、 生成apktool.yml文件，这个文件在apktool打包的时候起了很重要的做用。

apktool的打包流程比较复杂，须要用一篇文章来说下他