【0174】Android 面试- Android项目构建相关

时间 2019-11-17

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原文原文链接

1.Android 的构建流程

【说明】html

流程概述：

一、打包资源文件，生成R.java文件

二、处理aidl文件，生成相应java 文件

三、编译工程源代码，生成相应class 文件

四、转换全部class文件，生成classes.dex文件

五、打包生成apk

六、对apk文件进行签名

七、对签名后的apk文件进行对其处理

打包过程使用的工具

名称	功能介绍	在操做系统中的路径	源码路径
aapt （Android Asset Package Tool）	Android资源打包工具	${ANDROID_SDK_HOME} /build-tools/ ANDROID_VERSION/aapt	frameworks\base\tools\aap
aidl （android interface definition language）	Android接口描述语言，java 将aidl转化为.java文件的工具android	${ANDROID_SDK_HOME}/build-tools/ ANDROID_VERSION/aidl	frameworks\base\tools\aidl
javac	Java Compiler	${JDK_HOME}/javagit c或/usr/bin/javacgithub
dex	转化.class文件为Davik VM 能识别的.dex文件	${ANDROID_SDK_HOME}/build-tools/ ANDROID_VERSION/dx
apkbuilder	生成apk包	${ANDROID_SDK_HOME}/tools/ apkbuilder	sdk\sdkmanager\libs\sdklib\ src\com\android\sdklib\build\ ApkBuilderMain.java
jarsigner	.jar文件的签名工具	${JDK_HOME}/jarsigner或/usr/bin/jarsigner
zipalign	字节码对齐工具	${ANDROID_SDK_HOME}/toolsweb /zipalign算法

第一步：打包资源文件，生成R.java文件。

【输入】 Resource文件（就是工程中res中的文件）、Assets文件（至关于另一种资源，这种资源Android系统并不像对res中的文件那样优化它）、AndroidManifest.xml文件（包名就是从这里读取的，由于生成R.java文件须要包名）、Android基础类库（Android.jar文件）

【工具】aapt工具

【输出】打包好的资源（bin目录中的resources.ap_文件）、R.java文件（gen目录中）

打包资源的工具aapt，大部分文本格式的XML资源文件会被编译成二进制格式的XML资源文件，除了assets和res/raw资源被原装不动地打包进APK以外，其它的资源都会被编译或者处理。。

生成过程主要是调用了aapt源码目录下的Resource.cpp文件中的buildResource（）函数，该函数首先检查AndroidManifest.xml的合法性，而后对res目录下的资源子目录进行处理，处理的函数为makeFileResource（），处理的内容包括资源文件名的合法性检查，向资源表table添加条目等，处理完后调用compileResourceFile（）函数编译res与asserts目录下的资源并生成resources.arsc文件，compileResourceFile（）函数位于aapt源码目录的ResourceTable.cpp文件中，该函数最后会调用parseAndAddEntry（）函数生成R.java文件，完成资源编译后，接下来调用compileXmlfile()函数对res目录的子目录下的xml文件分别进行编译，这样处理过的xml文件就简单的被“加密”了，最后将全部的资源与编译生成的resorces.arsc文件以及“加密”过的AndroidManifest.xml文件打包压缩成resources.ap_文件（使用Ant工具命令行编译则会生成与build.xml中“project name”指定的属性同名的ap_文件）。

关于这一步更详细的流程可阅读 http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/8744683

第二步：处理aidl文件，生成相应的java文件。

【输入】 源码文件、aidl文件、framework.aidl文件

【工具】aidl工具

【输出】对应的.java文件

对于没有使用到aidl的android工程，这一步能够跳过。aidl工具解析接口定义文件并生成相应的java代码供程序调用。

第三步：编译工程源代码，生成下相应的class文件。

【输入】 源码文件（包括R.java和AIDL生成的.java文件）、库文件（.jar文件）

【工具】javac工具

【输出】.class文件

这一步调用了javac编译工程src目录下全部的java源文件，生成的class文件位于工程的bin\classes目录下，上图假定编译工程源代码时程序是基于android SDK开发的，实际开发过程当中，也有可能会使用android NDK来编译native代码，所以，若是可能的话，这一步还须要使用android NDK编译C/C++代码，固然，编译C/C++代码的步骤也能够提早到第一步或第二步。

第四步：转换全部的class文件，生成classes.dex文件。

【输入】 .class文件（包括Aidl生成.class文件，R生成的.class文件，源文件生成的.class文件），库文件（.jar文件）

【工具】javac工具

【输出】.dex文件

前面屡次提到，android系统dalvik虚拟机的可执行文件为dex格式，程序运行所需的classes.dex文件就是在这一步生成的，使用的工具为dx，dx工具主要的工做是将java字节码转换为dalvik字节码、压缩常量池、消除冗余信息等。

第五步：打包生成apk。

【输入】打包后的资源文件、打包后类文件（.dex文件）、libs文件（包括.so文件，固然不少工程都没有这样的文件，若是你不使用C/C++开发的话）

【工具】apkbuilder工具

【输出】未签名的.apk文件

打包工具为apkbuilder，apkbuilder为一个脚本文件，实际调用的是android-sdk\tools\lib\sdklib.jar文件中的com.android.sdklib.build.ApkBuilderMain类。它的代码实现位于android系统源码的sdk\sdkmanager\libs\sdklib\src\com\android\sdklib\build\ApkBuilderMain.java文件，代码构建了一个ApkBuilder类，而后以包含resources.arsc的文件为基础生成apk文件，这个文件通常为ap_结尾，接着调用addSourceFolder()函数添加工程资源，addSourceFolder()会调用processFileForResource（）函数往apk文件中添加资源，处理的内容包括res目录与asserts目录中的文件，添加完资源后调用addResourceFromJar（）函数往apk文件中写入依赖库，接着调用addNativeLibraries()函数添加工程libs目录下的Native库（经过android NDK编译生成的so或bin文件），最后调用sealApk（）关闭apk文件。

第六步：对apk文件进行签名。

【输入】未签名的.apk文件

【工具】jarsigner

【输出】签名的.apk文件

android的应用程序须要签名才能在android设备上安装，签名apk文件有两种状况：一种是在调试程序时进行签名，使用eclipse开发android程序时，在编译调试程序时会本身使用一个debug.keystore对apk进行签名；另外一种是打包发布时对程序进行签名，这种状况下须要提供一个符合android开发文档中要求的签名文件。签名的方法也分两种：一种是使用jdk中提供的jarsigner工具签名；另外一种是使用android源码中提供的signapk工具，它的代码位于android系统源码build\tools\signapk目录下。

第七步：对签名后的apk文件进行对齐处理。

【输入】签名后的.apk文件

【工具】zipalign工具

【输出】对齐后的.apk文件

这一步须要使用的工具为zipalign，它位于android-sdk\tools目录，源码位于android系统源码的build\tools\zipalign目录，它的主要工做是将spk包进行对齐处理，使spk包中的全部资源文件距离文件起始偏移为4字节整数倍，这样经过内存映射访问apk文件时速度会更快，验证apk文件是否对齐过的工做由ZipAlign.cpp文件的verify()函数完成，处理对齐的工做则由process（）函数完成。

【手动】bootstrap

o为了可以手动对齐程序包，Android 1.6及之后的SDK的tools/文件夹下都有zipalign工具。你可使用它来对齐任何版本下的程序包。你必须在签名apk文件后进行，安全

使用如下命令：zipalign -v 4 source.apk destination.apk性能优化

【验证对齐】

o如下的命令用于检查程序包是否进行了对齐：zipalign -c -v 4 application.apk

【使用Android studio】

android studio 中的build.gradle文件中加入zipAlignEnabled true
相似于buildTypes {

release {

minifyEnabled false

proguardFiles getDefaultProguardFile ('proguard-android.txt' ), 'proguard-rules.txt'

　　　　　zipAlignEnabled true

}

2.jenkins的认识-构建或持续集成

【参考文章1】https://www.jianshu.com/p/b524b151d35f

【参考文章2】https://www.yiibai.com/jenkins/ Jenkins教程

3.Git使用

【说明】通常的项目开发的使用流程以下：本身远程仓库与项目远程仓库分离；

当你想更正别人仓库里的错误时，要走一个流程：

先 fork 别人的仓库，至关于拷贝一份，相信我，不会有人直接让你改修原仓库的
clone 到本地分支，作一些 bug fix
发起 pull request 给原仓库，让他看到你修改的 bug
原仓库 review 这个 bug，若是是正确的话，就会 merge 到他本身的项目中

至此，整个 pull request 的过程就结束了。

【实例演示】

理解了 pull request 的含义和流程，具体操做也就简单了。以 Github 排名最高的 https://github.com/twbs/bootstrap 为例说明。
1. 先点击 fork 仓库，项目如今就在你的帐号下了

2. 在你本身的机器上 git clone 这个仓库，切换分支（也能够在 master 下），作一些修改。

~  git clone https://github.com/beepony/bootstrap.git
~  cd bootstrap ~ git checkout -b test-pr ~ git add . && git commit -m "test-pr" ~ git push origin test-pr

3. 完成修改以后，回到 test-pr 分支，点击旁边绿色的 Compare & pull request 按钮

4. 添加一些注释信息，确认提交

5. 仓库做者看到，你提的确实是对的，就会 merge，合并到他的项目中

以上就是 pull reqesut 的整个流程

4.gradle 相关

5. Proguard

压缩(Shrink)：检测并移除代码中无用的类、字段、方法和特性（Attribute）。
优化(Optimize)：对字节码进行优化，移除无用的指令。
混淆(Obfuscate)：使用a，b，c，d这样简短而无心义的名称，对类、字段和方法进行重命名。
预检(Preveirfy)：在Java平台上对处理后的代码进行预检，确保加载的class文件是可执行的。

【为何须要进行混淆】

java是一种跨平台的解释性语言，java的源码会编译成为字节码存在.class文件中，因为跨平台的须要，java的字节码包含了许多的源码的信息，包括变量名方法名等等；

而且能够经过这些名称访问变量名和方法，这些信息不少是无用的，可是容易被编译成为java源码，防止被反编译，须要对java源码进行混淆；

混淆就是对release版本的程序进行从新的组织和处理；处理以后的代码具备相同的功能，可是代码是不同的，同时代码不容易被反编译，即便反编译成功以后也不容易被读懂；

被混淆以后的代码仍然遵循原来的格式进行调用，执行的结果同样；对外保证了程序的安全性；对内是透明的，执行的结果是同样的；

【参考文章】

ProGuard工做原理

ProGuar由shrink、optimize、obfuscate和preveirfy四个步骤组成，每一个步骤都是可选的，咱们能够经过配置脚原本决定执行其中的哪几个步骤。

混淆就是移除没有用到的代码，而后对代码里面的类、变量、方法重命名为人可读性不好的简短名字。

那么有一个问题，ProGuard怎么知道这个代码没有被用到呢？

这里引入一个Entry Point（入口点）概念， Entry Point是在ProGuard过程当中不会被处理的类或方法。

在压缩的步骤中，ProGuard会从上述的Entry Point开始递归遍历，搜索哪些类和类的成员在使用，对于没有被使用的类和类的成员，就会在压缩段丢弃，在接下来的优化过程当中，那些非Entry Point的类、方法都会被设置为private、static或final，不使用的参数会被移除，此外，有些方法会被标记为内联的，在混淆的步骤中，ProGuard会对非Entry Point的类和方法进行重命名。

那么这个入口点怎么来呢？就是 从ProGuard的配置文件来，只要这个配置了，那么就不会被移除。

如何编写一个ProGuard文件

有个三步走的过程：

基本混淆
针对APP的量身定制
针对第三方jar包的解决方案

基本混淆

混淆文件的基本配置信息，任何APP都要使用，能够做为模板使用，具体以下。

1，基本指令

# 代码混淆压缩比，在0和7之间，默认为5，通常不须要改
-optimizationpasses 5
 
# 混淆时不使用大小写混合，混淆后的类名为小写
-dontusemixedcaseclassnames
 
# 指定不去忽略非公共的库的类
-dontskipnonpubliclibraryclasses
 
# 指定不去忽略非公共的库的类的成员
-dontskipnonpubliclibraryclassmembers
 
# 不作预校验，preverify是proguard的4个步骤之一
# Android不须要preverify，去掉这一步可加快混淆速度
-dontpreverify
 
# 有了verbose这句话，混淆后就会生成映射文件
# 包含有类名->混淆后类名的映射关系
# 而后使用printmapping指定映射文件的名称
-verbose
-printmapping proguardMapping.txt
 
# 指定混淆时采用的算法，后面的参数是一个过滤器
# 这个过滤器是谷歌推荐的算法，通常不改变
-optimizations !code/simplification/arithmetic,!field/*,!class/merging/*
 
# 保护代码中的Annotation不被混淆，这在JSON实体映射时很是重要，好比fastJson
-keepattributes *Annotation*
 
# 避免混淆泛型，这在JSON实体映射时很是重要，好比fastJson
-keepattributes Signature
 
//抛出异常时保留代码行号，在异常分析中能够方便定位
-keepattributes SourceFile,LineNumberTable

-dontskipnonpubliclibraryclasses用于告诉ProGuard，不要跳过对非公开类的处理。默认状况下是跳过的，由于程序中不会引用它们，有些状况下人们编写的代码与类库中的类在同一个包下，而且对包中内容加以引用，此时须要加入此条声明。

-dontusemixedcaseclassnames，这个是给Microsoft Windows用户的，由于ProGuard假定使用的操做系统是能区分两个只是大小写不一样的文件名，可是Microsoft Windows不是这样的操做系统，因此必须为ProGuard指定-dontusemixedcaseclassnames选项

2，须要保留的东西

# 保留全部的本地native方法不被混淆
-keepclasseswithmembernames class * {
    native <methods>;
}
 
# 保留了继承自Activity、Application这些类的子类
# 由于这些子类，都有可能被外部调用
# 好比说，第一行就保证了全部Activity的子类不要被混淆
-keep public class * extends android.app.Activity
-keep public class * extends android.app.Application
-keep public class * extends android.app.Service
-keep public class * extends android.content.BroadcastReceiver
-keep public class * extends android.content.ContentProvider
-keep public class * extends android.app.backup.BackupAgentHelper
-keep public class * extends android.preference.Preference
-keep public class * extends android.view.View
-keep public class com.android.vending.licensing.ILicensingService
 
# 若是有引用android-support-v4.jar包，能够添加下面这行
-keep public class com.xxxx.app.ui.fragment.** {*;}
 
# 保留在Activity中的方法参数是view的方法，
# 从而咱们在layout里面编写onClick就不会被影响
-keepclassmembers class * extends android.app.Activity {
    public void *(android.view.View);
}
 
# 枚举类不能被混淆
-keepclassmembers enum * {
public static **[] values();
public static ** valueOf(java.lang.String);
}
 
# 保留自定义控件（继承自View）不被混淆
-keep public class * extends android.view.View {
    *** get*();
    void set*(***);
    public <init>(android.content.Context);
    public <init>(android.content.Context, android.util.AttributeSet);
    public <init>(android.content.Context, android.util.AttributeSet, int);
}
 
# 保留Parcelable序列化的类不被混淆
-keep class * implements android.os.Parcelable {
    public static final android.os.Parcelable$Creator *;
}
 
# 保留Serializable序列化的类不被混淆
-keepclassmembers class * implements java.io.Serializable {
    static final long serialVersionUID;
    private static final java.io.ObjectStreamField[] serialPersistentFields;
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream);
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream);
    java.lang.Object writeReplace();
    java.lang.Object readResolve();
}
 
# 对于R（资源）下的全部类及其方法，都不能被混淆
-keep class **.R$* {
    *;
}
 
# 对于带有回调函数onXXEvent的，不能被混淆
-keepclassmembers class * {
    void *(**On*Event);
}

针对APP的量身定制

1,保留实体类和成员被混淆

对于实体，保留它们的set和get方法，对于boolean型get方法，有人喜欢命名isXXX的方式，因此不要遗漏。以下：

# 保留实体类和成员不被混淆
-keep public class com.xxxx.entity.** {
    public void set*(***);
    public *** get*();
    public *** is*();
}

一种好的作法是把全部实体都放在一个包下进行管理，这样只写一次混淆就够了，避免之后在别的包中新增的实体而忘记保留，代码在混淆后由于找不到相应的实体类而崩溃。

2，内嵌类

内嵌类常常会被混淆，结果在调用的时候为空就崩溃了，最好的解决方法就是把这个内嵌类拿出来，单独成为一个类。若是必定要内置，那么这个类就必须在混淆的时候保留，好比以下：

# 保留内嵌类不被混淆
-keep class com.example.xxx.MainActivity$* { *; }

这个$符号就是用来分割内嵌类与其母体的标志。

3，对WebView的处理

# 对WebView的处理
-keepclassmembers class * extends android.webkit.webViewClient {
    public void *(android.webkit.WebView, java.lang.String, android.graphics.Bitmap);
    public boolean *(android.webkit.WebView, java.lang.String)
}
-keepclassmembers class * extends android.webkit.webViewClient {
    public void *(android.webkit.webView, java.lang.String)
}

4，对JavaScript的处理

# 保留JS方法不被混淆
-keepclassmembers class com.example.xxx.MainActivity$JSInterface1 {
    <methods>;
}

其中JSInterface是MainActivity的子类

5，处理反射

在程序中使用SomeClass.class.method这样的静态方法，在ProGuard中是在压缩过程当中被保留的，那么对于Class.forName("SomeClass")呢，SomeClass不会被压缩过程当中移除，它会检查程序中使用的Class.forName方法，对参数SomeClass法外开恩，不会被移除。可是在混淆过程当中，不管是Class.forName("SomeClass")，仍是SomeClass.class，都不能蒙混过关，SomeClass这个类名称会被混淆，所以，咱们要在ProGuard.cfg文件中保留这个类名称。

Class.forName("SomeClass")
SomeClass.class
SomeClass.class.getField("someField")
SomeClass.class.getDeclaredField("someField")
SomeClass.class.getMethod("someMethod", new Class[] {})
SomeClass.class.getMethod("someMethod", new Class[] { A.class })
SomeClass.class.getMethod("someMethod", new Class[] { A.class, B.class })
SomeClass.class.getDeclaredMethod("someMethod", new Class[] {})
SomeClass.class.getDeclaredMethod("someMethod", new Class[] { A.class })
SomeClass.class.getDeclaredMethod("someMethod", new Class[] { A.class, B.class })
AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(SomeClass.class, "someField")
AtomicLongFieldUpdater.newUpdater(SomeClass.class, "someField")
AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(SomeClass.class, SomeType.class, "someField")

在混淆的时候，要在项目中搜索一下上述方法，将相应的类或者方法的名称进行保留而不被混淆。

6，对于自定义View的解决方案

但凡在Layout目录下的XML布局文件配置的自定义View，都不能进行混淆。为此要遍历Layout下的全部的XML布局文件，找到那些自定义View，而后确认其是否在ProGuard文件中保留。有一种思路是，在咱们使用自定义View时，前面都必须加上咱们的包名，好比com.a.b.customeview，咱们能够遍历全部Layout下的XML布局文件，查找全部匹配com.a.b的标签便可。

针对第三方jar包的解决方案

咱们在Android项目中不可避免要使用不少第三方提供的SDK，通常而言，这些SDK是通过ProGuard混淆的，而咱们所须要作的就是避免这些SDK的类和方法在咱们APP被混淆。

1，针对android-support-v4.jar的解决方案

# 针对android-support-v4.jar的解决方案
-libraryjars libs/android-support-v4.jar
-dontwarn android.support.v4.**
-keep class android.support.v4.**  { *; }
-keep interface android.support.v4.app.** { *; }
-keep public class * extends android.support.v4.**
-keep public class * extends android.app.Fragment

2，其余的第三方jar包的解决方案

这个就取决于第三方包的混淆策略了，通常都有在各自的SDK中有关于混淆的说明文字，好比支付宝以下：

# 对alipay的混淆处理
-libraryjars libs/alipaysdk.jar
-dontwarn com.alipay.android.app.**
-keep public class com.alipay.**  { *; }

值得注意的是，不是每一个第三方SDK都须要-dontwarn 指令，这取决于混淆时第三方SDK是否出现警告，须要的时候再加上。

其余注意事项

固然在使用ProGuard过程当中，还有一些注意的事项，以下。

1，如何确保混淆不会对项目产生影响

测试工做要基于混淆包进行，才能尽早发现问题
天天开发团队的冒烟测试，也要基于混淆包
发版前，重点的功能和模块要额外的测试，包括推送，分享，打赏

2，打包时忽略警告

当导出包的时候，发现不少could not reference class之类的warning信息，若是确认App在运行中和那些引用没有什么关系，能够添加-dontwarn 标签，就不会提示这些警告信息了

3，对于自定义类库的混淆处理

好比咱们引用了一个叫作AndroidLib的类库，咱们须要对Lib也进行混淆，而后在主项目的混淆文件中保留AndroidLib中的类和类的成员。

4，使用annotation避免混淆

另外一种类或者属性被混淆的方式是，使用annotation，好比这样：

@keep
@keepPublicGetterSetters
public class Bean{
    public  boolean booleanProperty;
    public  int intProperty;
    public  String stringProperty;
}

5，在项目中指定混淆文件

到最后，发现没有介绍如何在项目中指定混淆文件。在项目中有一个project.properties文件，在其中写这么一句话，就能够确保每次手动打包生成的apk是混淆过的。

proguard.config=proguard.cfg

其中，proguard.cfg是混淆文件的名称。