用Android SDK Build Tools手動構建APK

咱們平時都是用Android Studio進行Android應用的開發，Android Studio構建APK是經過調用Gradle腳本實現的，而Gradle腳本最終是經過調用Android SDK Build Tools裏的各類命令行工具實現的。

下面嘗試直接用Build Tools構建一個極簡的Hello World APK，瞭解一下這個過程和各個工具的基本用法。

整個構建過程大體分爲如下幾步：

1. 用aapt2編譯資源文件，生成中間二進制文件
2. 用aapt2連接合並中間文件，生成不包含代碼的APK，並生成R.java
3. 用javac編譯java源文件，獲得.class java字節碼文件
4. 用d8將.class編譯成DEX字節碼文件
5. 將DEX文件導入APK中
6. 對APK進行簽名

建立項目源文件

項目的目錄結構及文件源碼以下：

D:\helloworld>tree /F
│ AndroidManifest.xml
│
├─compiled
│
├─java
│  └─com
│      └─cdjtest
│          └─helloworld
│                  MainActivity.java
│
└─res
    ├─drawable
    │      ic_launcher.png
    │
    ├─layout
    │      activity_main.xml
    │
    └─values
           strings.xml
複製代碼

AndroidManifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" package="com.cdjtest.helloworld">
    <application android:allowBackup="true" android:icon="@drawable/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:theme="@android:style/Theme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>
</manifest>
複製代碼

MainActivity.java

package com.cdjtest.helloworld;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }
}
複製代碼

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<TextView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:gravity="center" android:text="Hello World!"/>
複製代碼

strings.xml

<resources>
    <string name="app_name">helloworld</string>
</resources>
複製代碼

用aapt2編譯資源文件

先設置一下環境變量，將Build Tools 28.0.3的路徑加到PATH中，方便調用

D:\helloworld>set PATH=%PATH%;$ANDROID_HOME%\build-tools\28.0.3\
複製代碼

編譯res目錄下的3個資源文件，生成.flat中間二進制文件

D:\helloworld>aapt2 compile res\values\strings.xml -o compiled\
D:\helloworld>aapt2 compile res\layout\activity_main.xml -o compiled\
D:\helloworld>aapt2 compile res\drawable\ic_launcher.png -o compiled\
複製代碼

連接.flat文件，生成helloworld.unsigned.apk（還未包含DEX字節碼），--java java參數指定在java目錄生成R.java文件，和MainActivity.java在同一目錄

D:\helloworld>aapt2 link -o helloworld.unsigned.apk ^
    -I %ANDROID_HOME%\platforms\android-28\android.jar ^
    compiled\values_strings.arsc.flat ^
    compiled\layout_activity_main.xml.flat ^
    compiled\drawable_ic_launcher.png.flat ^
    --manifest AndroidManifest.xml --java java\
複製代碼

用javac和d8編譯源碼

用javac將MainActivity.java和R.java編譯成.class文件

D:\helloworld>javac java\com\cdjtest\helloworld\*.java -classpath %ANDROID_HOME%\platforms\android-28\android.jar
複製代碼

用d8將.class編譯成classes.dex，（d8和dx的對比可參考Jake大神的這篇文章）

D:\helloworld>d8 --lib %ANDROID_HOME%\platforms\android-28\android.jar --release --output . java\com\cdjtest\helloworld\*.class
複製代碼

將classes.dex導入APK中

D:\helloworld>aapt add helloworld.unsigned.apk classes.dex
複製代碼

APK簽名

用zipalign優化APK，主要做用是內存對齊，提升運行時讀取資源的效率

D:\helloworld>zipalign -p 4 helloworld.unsigned.apk helloworld.unsigned.aligned.apk
複製代碼

用JDK自帶的keytool工具生成keystore文件my-release-key.jks

D:\helloworld>keytool -genkey -v -keystore my-release-key.jks -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 10000 -alias my-alias
複製代碼

用apksigner和my-release-key.jks簽名APK，生成helloworld-release.apk

D:\helloworld>apksigner sign --ks my-release-key.jks --out helloworld-release.apk helloworld.unsigned.aligned.apk
Keystore password for signer #1:
複製代碼

最終的目錄結構：

D:\helloworld>tree /F
│  AndroidManifest.xml
│  classes.dex
│  helloworld-release.apk
│  helloworld.unsigned.aligned.apk
│  helloworld.unsigned.apk
│  my-release-key.jks
│
├─compiled
│      drawable_ic_launcher.png.flat
│      layout_activity_main.xml.flat
│      values_strings.arsc.flat
│
├─java
│  └─com
│      └─cdjtest
│          └─helloworld
│                  MainActivity.class
│                  MainActivity.java
│                  R$drawable.class
│                  R$layout.class
│                  R$string.class
│                  R.class
│                  R.java
│
└─res
    ├─drawable
    │      ic_launcher.png
    │
    ├─layout
    │      activity_main.xml
    │
    └─values
            strings.xml
複製代碼

安裝APK

D:\helloworld>adb install helloworld-release.apk
Success
複製代碼

成功運行屏幕中間可見"Hello World!"。

參考資料：

• www.ignas.in/blog/190226…
• developer.android.com/studio/comm…
• developer.android.com/studio/comm…
• developer.android.com/studio/publ…