Unity 編譯 Android 的原理解析和 apk 打包分析

時間 2019-11-30

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最近因爲想在Scene的腳本組件中，調用Android的Activity的相關接口，就須要弄明白Scene和Activity的實際對應關係，並對Unity調用Android的部分原理進行了研究。java

本文主要探討Scene和Activity之間的關係，以及Unity打包apk和Android studio打包apk的差異在什麼地方？找到這種差異以後，能夠怎麼運用起來？android

本文須要用到的工具：git

Android反編譯工具——apktool
Android studio自帶的反編譯功能

1、將Unity的Scene編譯成apk，apk的程序入口會是什麼？

新建一個Unity項目，建立一個Scene，將Unity工程編譯打包成apk。
對編譯出來的apk，利用apktool進行反編譯：apktool d unityTest.apk
獲得的AndroidManifest文件以下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:installLocation="preferExternal" package="com.xfiction.p1" platformBuildVersionCode="25" platformBuildVersionName="7.1.1">
    <supports-screens android:anyDensity="true" android:largeScreens="true" android:normalScreens="true" android:smallScreens="true" android:xlargeScreens="true"/>
    <application android:banner="@drawable/app_banner" android:debuggable="false" android:icon="@drawable/app_icon" android:isGame="true" android:label="@string/app_name" android:theme="@style/UnityThemeSelector">
        <activity android:configChanges="locale|fontScale|keyboard|keyboardHidden|mcc|mnc|navigation|orientation|screenLayout|screenSize|smallestScreenSize|touchscreen|uiMode" android:label="@string/app_name" android:launchMode="singleTask" android:name="com.unity3d.player.UnityPlayerActivity" android:screenOrientation="fullSensor">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
                <category android:name="android.intent.category.LEANBACK_LAUNCHER"/>
            </intent-filter>
            <meta-data android:name="unityplayer.UnityActivity" android:value="true"/>
        </activity>
    </application>
    <uses-feature android:glEsVersion="0x00020000"/>
    <uses-feature android:name="android.hardware.touchscreen" android:required="false"/>
    <uses-feature android:name="android.hardware.touchscreen.multitouch" android:required="false"/>
    <uses-feature android:name="android.hardware.touchscreen.multitouch.distinct" android:required="false"/>
</manifest>複製代碼

由該AndroidManifest文件可知，系統仍然存在主Activity，名字爲com.unity3d.player.UnityPlayerActivity。github

言下之意，編譯只包含Scene的Unity工程，打包成Android apk，會以com.unity3d.player.UnityPlayerActivity做爲主程序入口，那麼問題來了，Scene如何加載顯示到這個UnityPlayerActivity呢？c#

2、UnityPlayerActivity如何加載Unity中的Scene？

2.1 UnityPlayerActivityapp

這個就要從UnityPlayerActivity源碼入手了，Android工程中使用UnityPlayerActivity須要依賴到Unity的Android插件classes.jar（位於Unity安裝目錄，能夠用everything軟件查找查找獲得），對其進行反編譯獲得UnityPlayerActivity的部分源碼：ide

public class UnityPlayerActivity extends Activity {
    protected UnityPlayer mUnityPlayer;
    protected void onCreate(Bundle var1) {
        this.requestWindowFeature(1);
        super.onCreate(var1);
        this.getWindow().setFormat(2);
        this.mUnityPlayer = new UnityPlayer(this);
        this.setContentView(this.mUnityPlayer);
        this.mUnityPlayer.requestFocus();
    }
}複製代碼

雖然通過混淆，看起來比較費勁，但從代碼this.setContentView(this.mUnityPlayer)能夠看出，最終的界面顯示須要依賴到UnityPlayer的實例。
另外因爲Google也作了一套Unity VR的SDK，與UnityPlayerActivity相對應的類，就是GoogleUnityActivity，下面也對它進行分析。函數

2.2 從GoogleUnityActivity.java再入手分析工具

GoogleUnityActivity是google推出的VR SDK中，用於實現Unity Activity的類，經過google查詢其源碼發現：
1. GoogleUnityActivity.java實際上的佈局文件activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" > <FrameLayout android:id="@+id/android_view_container" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:background="@android:color/transparent" /> </FrameLayout>複製代碼

佈局文件中沒有具體的內容，只包含一個FrameLayout佈局。

2.重點看GoogleUnityActivity的onCreate函數：

public class GoogleUnityActivity extends Activity implements ActivityCompat.OnRequestPermissionsResultCallback {
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_main);
setContentView(R.id.activity_main.xml)
        mUnityPlayer = new UnityPlayer(this);
        if (mUnityPlayer.getSettings().getBoolean("hide_status_bar", true)) {
            getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN,
                    WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);
        }

        ((ViewGroup) findViewById(android.R.id.content)).addView(mUnityPlayer.getView(), 0);
        mUnityPlayer.requestFocus();

  }
}複製代碼

mUnityPlayer做爲FrameLayoutView加入到view集合中進行顯示，注意這裏查找的id是android.R.id.content。根據官方對這個id的解釋：
android.R.id.content gives you the root element of a view, without having to know its actual name/type/ID. Check out Get root view from current activity

因而可知，GoogleUnityActivity的實現原理，是建立一個只包含FrameLayout的空的幀佈局，隨後經過addView將UnityPlayer中的View加載到GoogleUnityActivity中進行顯示。

看起來跟UnityPlayerActivity有殊途同歸之妙，二者牽涉的類都是UnityPlayer。

2.3.UnityPlayer到底是一個什麼類呢？

對classes.jar包進行反編譯獲得UnityPlayer的部分代碼：

public class UnityPlayer extends FrameLayout implements com.unity3d.player.a.a {
    public static Activity currentActivity = null;
    public UnityPlayer(ContextWrapper var1) {
        super(var1);
        if(var1 instanceof Activity) {
            currentActivity = (Activity)var1;
        }
    }
    public View getView() {
           return this;
    }
    public static native void UnitySendMessage(String var0, String var1, String var2);
    private final native boolean nativeRender();

    public void onCameraFrame(final com.unity3d.player.a var1, final byte[] var2) {
        final int var3 = var1.a();
        final Size var4 = var1.b();
        this.a(new UnityPlayer.c((byte)0) {
            public final void a() {
            UnityPlayer.this.nativeVideoFrameCallback(var3, var2, var4.width, var4.height);
                var1.a(var2);
            }
        });
    }
}複製代碼

從代碼中能夠發現：

UnityPlayer其實是繼承於FrameLayout；
而且自帶一個currentActivity的成員變量，在構造函數中，直接傳入Activity的相關參數；
在getView函數中直接返回該FrameLayout；
GoogleUnityActivity經過UnityPlayer的構造函數，將其context傳遞給UnityPlayer，並賦值給其成員變量currentActivity。

因爲UnityPlayer類作了混淆，關於渲染的核心功能也封裝在native代碼中，關於Scene轉換到到UnityPlayer做爲FrameLayout，只能作一個簡單的推測：經過調用Android的GL渲染引擎，在native層進行渲染，並同步到FrameLayout在UnityPlayerActivity上進行顯示。

3、如何將Scene顯示在自定義的Activity當中

從以上研究的內容可知，假如要從要實現將Scene顯示在固定的Activity當中，則須要對Activity的oncreate部分的countview和unityplayer進行處理。最簡單的方法是寫一個直接繼承於UnityPlayerActivity或GoogleUnityActivity的類，並在類中寫所須要的Unity調用Android的方法。
這樣Scene就會加載在特定的Activity當中，Unity c#經過獲取currentActivity變量就能夠獲取到該Activity，並調用其中的函數。

4、 Unity Android 插件須要注意的問題

Android studio工程包含多個module的依賴，則須要將對應的module編譯的插件一塊兒拷貝Plugins/Android/lib目錄當中。
在第一步驟下，能夠直接刪除打包後的aar library目錄，尤爲裏面假如帶有unity的Android插件classesjar，不然會編譯報錯。
多個module編譯的時候，注意manifest lablel相關設置，另外就是build.gradle的minSDKVersion信息。不然會出現manifest merger失敗的錯誤。
關於Unity的Android Manifest文件合併：
Unity編寫一個Scene，Android studio寫一個包含主Activity的aar包，放在Plugins/Android目錄當中。用Unity編譯apk出來以後，反編譯他的AndroidManifest文件,兩個主Activity，默認顯示包含Scene的Activity。
解決方法：Unity的Manifest文件合併，把一個manifest放到Plugins/Android目錄下，就不會合並manifest了。

5、Unity打包Android apk的結構探究

因爲Unity開發Android時，經常設計到Unity + Visual和Android studio的環境切換，Unity的開發每每會更快一些，更多的是Android java側的代碼編寫和調試。

這種狀況時，有沒有一種方法，可以將Unity編譯好的Unity Scene和c#相關文件，放到Android studio中進行打包，從而實現直接在Android studio中進行調試？

方法原理卻是很簡單，經過對比Unity打包的apk，與普通的Android apk的文件差異，找出Unity文件存放的目錄，隨後對應存放到Android studio工程目錄中，最後經過Android studio完成對Unity相關文件的打包。

首先將apk添加zip的後綴，方便用beyond compare進行對比：

發現只是多了assert/bin目錄，在這個目錄之下，能夠看到unity相關dll庫
將該文件，拷貝到Android studio工程的src/main/assert目錄之下；
在Android studio調試時，能夠將aar library工程設置爲app工程，這樣就能夠編譯apk運行到手機了。
用Android studio對該工程進行編譯，發現assert/bin目錄成功被打包進去。
直接apk install 運行，能夠看到跟Unity編譯打包的apk，是相同的效果。

相反，假如Android工程調試好以後，則直接編譯成app模式修改爲library模式，進行build以後，就會生成aar庫，此時將aar庫拷貝到Plugins/Android/lib目錄當中，注意要刪除aar庫中的assert/bin，由於這個目錄是咱們先前從Unity拷貝過去的，假如不刪除，在unity裏面會出現重複打包致使的文件衝突的狀況。

因爲當將Unity打包以後的bin目錄拷貝到Android studio工程以後，Android studio此時是一個library工程，須要轉換爲app工程。
關於這其中涉及到的Android studio library和app的轉換，經過設置build.gradle文件來實現：

app模式：apply plugin: 'com.android.application'
library模式：apply plugin: 'com.android.library'

不過在設置這兩種模式時，須要注意applicationId "com.example.yin.myapplication"的設置，假如是library模式，則須要直接註釋掉。

假如Android的java部分從新調試好以後，從新將app模式改爲library模式，進行build，將生成的aar包，拷貝到Unity Android Plugin目錄中，就能夠直接在Unity看運行效果了。
不過必定要記得刪除Android studio打包的aar文件裏面的assert/bin目錄，以防止在Unity中重複打包。

4、結論：

Unity中的Scene在Android中，其實對應於Activity的FrameLayout，每一個Scene的運行都有其Activity環境，經過currentActivity變量能夠獲取獲得。
要實現自定義的Activity可以具有直接加載Scene的功能，則須要其繼承於UnityPlayerActivity或者GoogleUnityActivity，再或者，直接自定義實現UnityActivity類。
提高Unity+Android Plugin項目開發效率的方法：
● 直接將Unity打包的apk中的assert/bin目錄拷貝到Android studio工程的src/main/assert目錄當中，而且將Android工程配置成app模式，就能夠直接在Android studio上面，對整個Unity+android plugin的工程進行調試。
● Android studio部分調試好以後，須要修改build.gradle文件，從新將app模式修改成library模式，編譯出aar包文件，刪除原來拷貝過來的unity部分，放入到unity的Plugins/Android/lib目錄下進行使用便可。

最後套句名言：log打得好，bug解得早

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