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从AGP构建过程到APK打包过程

作者：IT小白 | 2024-03-25 00:29:21

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agp编译java文件

/ 今日科技快讯 /

近日，谷歌及其母公司Alphabet首席执行官桑达尔·皮查伊接受专访时表示，打击虚假信息是“我们所做一切事情的核心”，并称搜索仍是“终极登月项目”。皮查伊表示，作为全球最大的搜索引擎，谷歌主要专注于对“真实、准确和安全”的排名进行结果。

/ 作者简介 /

本篇文章来自coder-pig同学的投稿，和大家分享了Gradle打包APK的过程分析，相信会对大家有所帮助！同时也感谢作者贡献的精彩文章！

coder-pig的博客地址：

https://juejin.cn/user/4142615541321928

/ 前言 /

Android Gradle Plugin，简称AGP，老早之前就想好好研究下Android APK的打包过程，毕竟APK包体积优化的前置知识之一。

奈何当时的知识储备严重不足，硬啃着实难受，在学了两周的Gradle后，觉得应该有一战之力了，所以这一节来了！

内容较多，建议先收藏，有时间再慢慢细品~

/ 网上流传的三张APK打包图 /

Android官网有一张新的打包流程图(左)，相比起旧的流程图(右)更抽象，隐藏了很多细节：

在Android Studio Project Site还找到了一张更详细的图：

如果只是满足于一个写基础业务的Android开发仔，了解下足矣，不过如果想有更深的造诣，还是建议往下学的。

比如面试时(我自己脑补的~)

面试官：简历上写的做过APK体积优化？说说都做了哪方面的优化？

你：从资源大头入手，把png图片都转成webp，使用AndResGuard对资源进行混淆。

面试官：用Gradle写一个webp转换插件，说下思路。

你：不会，我一般右键直接转换...

面试官：那说下AndResGuard的大概原理。

你：

本节就来了解下AGP的构建过程，以及简单了解下APK的打包过程~

Tips：Tasks那么多，不可能一个个去精读源码解析，不同插件版本还有差异，不如授之以渔，本文的目的就是让读者遇到问题时懂得如何追根溯源，找到对应的源码。

/ 如何查看插件源码 /

研究对象是AGP的源码，所以要先搞一份源码，方法有下述几种。

下载完整源码

如果磁盘空间比较充足，可以通过repo的方式，将Android Gradle Plugin的源码下载到本地(貌似30多G)。


# 最新源码的只有3.4.0的
repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b gradle_3.4.0
repo sync

下载部分源码

当然不需要编译的话，可以直接下对应源码包，来到下述地址，build-system

点tgz下载。

然后用VS Code之类的代码查看工具查看即可~

取巧(推荐)

在app层级的build.gradle添加下述依赖。


implementation 'com.android.tools.build:gradle:3.4.0'

build下，然后在左侧External Libraries即可找到源码。

/ 阅读源码前的一些补充 /

阅读源码前建议温习下我前面写的三篇文章，另外补充点姿势。

Gradle Plugin 中的Task主要有三种：普通Task、增量Task、Transform。

Task一般会继承 DefaultTask 或 IncrementalTask，而 @TaskAction 注解的方法，就是此Task做的事。

继承IncrementalTask的类为增量Task，这个增量是相对于全量来说的，全量指的是：调用完clean后第一次编译过程，修改代码或资源后再次编译，就是增量编译。几个关键方法：


public abstract class IncrementalTask extends BaseTask {
    // 是否需要增量，默认false
    @Internal protected boolean isIncremental() { }  
 
    // 需要子类实现，全量时执行的任务
    protected abstract void doFullTaskAction() throws Exception;
 
    // 增量时执行的任务，默认什么都不执行，参数是增量时修改过的文件
    protected void doIncrementalTaskAction(Map<File, FileStatus> changedInputs) throws Exception{ }
 
    @TaskAction
    void taskAction(IncrementalTaskInputs inputs) throws Exception {
        // 判断是否是增量，是执行doIncrementalTaskAction，否则执行doFullTaskAction
    ｝
 
    // 获取修改文件
    private Map<File, FileStatus> getChangedInputs(IncrementalTaskInputs inputs) { }
}

至于Transform（变换），是Android官方提供给开发者，在**.class → .dex转换期间用来修改.class文件的一套API**，留意transform()方法的实现就好。

/ 执行gradle assemble的Task链 /

我们常常使用下面的命令来打包APK。


gradlew assemble

可以由此入手，看下打包一次都涉及到了哪些Task，键入下述命令(linux、mac使用./gradlew)。


gradlew assemble --console=plain

输出结果及要点简述如下所示。


:app:preBuild UP-TO-DATE    → 空task，锚点
:app:preDebugBuild  → 空task，锚点
:app:compileDebugAidl NO-SOURCE → 处理AIDL
:app:checkDebugManifest → 检查Manifest是否存在
:app:compileDebugRenderscript NO-SOURCE → 处理renderscript
:app:generateDebugBuildConfig   → 生成 BuildConfig.java
:app:mainApkListPersistenceDebug → 生成 app-list.gson
:app:generateDebugResValues → 生成resvalue，generated.xml
:app:generateDebugResources → 空task，锚点
:app:mergeDebugResources    → 合并资源文件
:app:createDebugCompatibleScreenManifests   → manifest文件中生成compatible-screens，指定屏幕适配
:app:processDebugManifest → 合并manifest.xml文件
:app:processDebugResources → aapt打包资源
:app:compileDebugKotlin → 编译Kotlin文件
:app:prepareLintJar UP-TO-DATE → 拷贝 lint jar包到指定位置
:app:generateDebugSources → 空task，锚点
:app:javaPreCompileDebug → 生成 annotationProcessors.json 文件
:app:compileDebugJavaWithJavac → 编译 java文件
:app:compileDebugNdk → 编译ndk
:app:compileDebugSources → 空task，锚点
:app:mergeDebugShaders → 合并 shader文件
:app:compileDebugShaders → 编译 shaders
:app:generateDebugAssets → 空task，锚点
:app:mergeDebugAssets → 合并 assests文件
:app:validateSigningDebug → 验证签名
:app:signingConfigWriterDebug → 编写SigningConfig信息
:app:checkDebugDuplicateClasses → 检查重复class
:app:transformClassesWithDexBuilderForDebug → class打包成dex
:app:transformDexArchiveWithExternalLibsDexMergerForDebug → 打包第三方库的dex
:app:transformDexArchiveWithDexMergerForDebug → 打包最终的dex
:app:mergeDebugJniLibFolders → 合并jni lib 文件
:app:transformNativeLibsWithMergeJniLibsForDebug → 合并jnilibs
:app:transformNativeLibsWithStripDebugSymbolForDebug → 去掉native lib里的debug符号
:app:processDebugJavaRes NO-SOURCE → 处理java res
:app:transformResourcesWithMergeJavaResForDebug → 合并java res
:app:packageDebug  → 打包apk
:app:assembleDebug → 空task，锚点
:app:extractProguardFiles → 生成混淆文件
# 还会打一个release包，task和上述基本一致，此处省略~

当然，也可以直接在Build窗口直接查看，双击右侧Gradle窗口中assemble的Task，然后观察此窗口。

啧啧，还可以看到每个Task的执行时间，不错，但先不跟每个Task具体内容，而是跟下AGP的构建过程~

/ Get /

上一节将Gradle插件时说过，每个插件都会配置一个id名字.properties的文件，在此写上插件的实现类，全局搜定位到下述文件。

打开

指向AppPlugin类，跟下。

上节说过插件类都继承于Plugin，入口函数apply()，但在这里没找到，跟下AbstractAppPlugin → BasePlugin。

BasePlugin

行吧，在BasePlugin中重写了apply()方法，里面调用了两个函数，先跟下basePluginApply()。

执行一些检查操作，接着是插件的初始化及配置，而另一个函数pluginSpecificApply()则是空实现，接着跟下配置项目、配置扩展及创建Tasks的过程。

configureProject() → 配置项目

创建DataBindingBuilder实例，强制使用不低于当前所支持的最小插件版本，应用Java插件，如果启用了构建缓存选项，创建buildCache实例，添加了一个回调：所有project执行完后执行资源回收相关操作。

configureExtension() → 配置DSL扩展

完成下述几项工作：

① 创建build.gradle中的Android DSL；

② 创建VariantFactory、TaskManager、VariantManager实例；

③ 注册新增/移除配置的回调，包括：signingConfig，buildType，productFlavor；

④ 创建默认的debug签名、debug和release两种buildType；

createTasks() → 创建Tasks

跟下createAndroidTask()。

跟下createAndroidTasks()。

注意下：这里遍历了所有的variantScope，然后调用createTasksForVariantData()创建变体数据对应的Tasks。

跟下createTasksForVariantScope()。

抽象方法，看下哪里实现了这个方法，搜下extends TaskManager。

最终定位到了ApplicationTaskManager类。

噢吼，就是在这里完成APK打包过程的Tasks，可以简单跟跟验证下createAnchorTasks()，创建锚点Tasks。

跟下createVariantPreBuildTask()。

2333，跟上面的APK打包Task链的相呼应，AGP插件的构建过程就跟到这里，接着了解下APK打包的Task。

/ APK的打包过程 /

Tips：分享下搜索Task的实现类的技巧 → 全局搜 "xxx", "yyy" 即可快速定位对应Task类，如 "compile", "Aidl"，或者搜索整个Task，然后删删删匹配。

compileDebugAidl

过程简述：将.aidl文件通过aidl工具转换成编译器能够处理的Java接口文件

checkDebugManifest

过程简述：检查AndroidManifest.xml文件是否存在

compileDebugRenderscript

过程简述：处理Renderscript文件(.rs)

generateDebugBuildConfig

过程简述：生成 BuildConfig.java 文件

mainApkListPersistenceDebug

过程简述：持久化APK数据到apk-list.gson中

generateDebugResValues

过程简述：遍历res下的values目录下xml文件，生成resValues文件generated.xml

mergeDebugResources

过程简述


使用AAPT2合并资源文件相关代码：
MergeResources.doFullTaskAction()
 → ResourceMerger.mergeData()
 → MergedResourceWriter.end()
 → mResourceCompiler.submitCompile()
 → AaptV2CommandBuilder.makeCompileCommand()

核心源码解析

实现了isIncremental()方法，返回true，说明支持增量编译，跟下全量编译方法 doFullTaskAction()。


ResourcePreprocessor preprocessor = getPreprocessor();
List<ResourceSet> resourceSets = getConfiguredResourceSets(preprocessor)

接着往下走

继续

点进


merger.mergeData()
 → ResourceMerger.mergeData()
 → DataMerger.mergeData()

实际上调用的还是MergedResourceWriter类里的方法，跟下addItem()。

不同文件会创建对应的CompileResourceRequest实例，并添加到mCompileResourceRequests中，后者是一个ConcurrentLinkedQueue队列，资源最后会在end()方法处处理。

最终调用AaptV2CommandBuilder.makeCompileCommand()方法生成aapt2命令去处理资源。

Tips：将图片转为webp格式的插件一般在此Task前处理~

createDebugCompatibleScreenManifests

过程简述：manifest文件中生成compatible-screens，用于屏幕适配

processDebugManifest

过程简述：合并AndroidManifest.xml文件。

processDebugResources

过程简述：调用aapt2打包资源并生成R.java文件。

compileDebugKotlin

过程简述：编译Kotlin文件为字节码

prepareLintJar

过程简述：拷贝lint jar包到指定位置

JavaPreCompileDebug

过程简述：生成annotationProcessors.json文件

compileDebugJavaWithJavac

过程简述：编译java文件

compileDebugNdk

过程简述：编译NDK

mergeDebugShaders

过程简述：合并Renderscript文件(.rs)

compileDebugShaders

过程简述：编译Renderscript文件(.rs)

mergeDebugAssets

过程简述：合并assets文件

validateSigningDebug

过程简述：验证签名

附加信息：检查当前Variant的签名配置中是否存在密钥库文件，如果当前密钥库默认为debug keystore，那密钥库不存在也会进行相应的创建。

signingConfigWriterDebug

过程简述：编写SigningConfig信息

checkDebugDuplicateClasses

过程简述：检查重复class

附加信息：检查项目外部依赖是否不包含重复类，打包成dex的时候再检测报错不怎么友好，所以引入了这个Task用于快速失败。

transformClassesWithDexBuilderForDebug

过程简述：将class打包成dex

核心代码解析：定位到 transform() 方法，可以看到对class的处理分为了两种，目录下的 class和.jar里的class。

跟下processJarInput()。

继续跟convertJarToDexArchive()。

对class两种处理方式，最后都走到convertToDexArchive()，其中调用了launchProcessing()。

这里的dexArchiveBuilder.convert()其实就是内部调用dx或d8来打dex，跟下赋值处。

transformDexArchiveWithExternalLibsDexMergerForDebug

过程简述：打包第三方库的dex

核心代码解析：同样跟 transform()。

创建了一个DexMergerTransformCallable实例，然后调call()方法：

比较简单，就是调下dx或d8将上面生成的依赖库的dex合并成一个dex。

transformDexArchiveWithDexMergerForDebug

过程简述：打包最终的dex

核心代码解析

跟下submitForMerging()。

也是创建了一个DexMergerTransformCallable实例，剩余逻辑同上~

mergeDebugJniLibFolders

过程简述：合并jni lib文件夹

transformNativeLibsWithMergeJniLibsForDebug

过程简述：合并jnilibs

transformNativeLibsWithStripDebugSymbolForDebug

过程简述：去掉native lib里的debug符号

processDebugJavaRes

过程简述：处理java res

transformResourcesWithMergeJavaResForDebug

过程简述：合并java res

packageDebug

过程简述：打包APK

核心代码如下

而上面的这些updateXxx()方法，调用的都是IncrementalPackager → updateFiles()。

最终调用mApkCreator.writeZip将上述内容写入到APK中。

extractProguardFiles

过程简述：生成混淆文件

补充：锚点Task → 空Task

上面的Tasks过滤了锚点Task，啥事锚点Task？答：空Task，用来表明处于某种状态。

以 preBuild 为例，全局搜它，定位到TaskManager → MAIN_PREBUILD。

跟下引用处createTasksBeforeEvaluate()。

注册了一个名为 **MAIN_PREBUILD**的Task，但没有传闭包(任务内容)，即空Task。

/ 小结 /

以上就是本文的全部内容，看完好像懂了些什么，又说不出来懂了什么，没关系，毕竟有点偏理论，为后面Gradle的更深入学习及应用做铺垫而已，不急，有疑问或文中有误地方欢迎评论区指出，谢谢~

对了，喂，三点几了！