APK编译流程-DEX文件生成

卓修武K
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前文

DEX 文件是什么

虽然我们的应用程序一般由java编写，但最终由Dalivk虚拟机执行的并不是java字节码，而是dalivk字节码。

class字节码最终被编译成class文件,而dalivk 字节码最终被优化合并成dex文件,dex是一个可执行文件，可以直接由Dalvik虚拟机解释执行。

Dex文件内容的组成部分可以参考Android的官方文档。

DEX文件的编译过程

生成Dex文件

1.使用javac 命令生成 class 文件

/**
 * Created by zhuoxiuwu
 * on 2019-08-26
 * email nimdanoob@gmail.com
 */
public class HelloDex {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello dex!!");
    }
}


javac HelloDex.java

生成 HeeloDex.class

2.使用 d8编译器生成 dex文件

d8 HelloDex.class

生成 classes.dex

前面说过dex可以直接由 dalivkvm解释执行，我们可以尝试将dex push到Android设备直接执行

adb push ./classex.dev /data/local/tmp/hi.dex

adb shell
su
cd /data/local/tmp/
dalvikvm -cp hi.dex HelloDex

命令行输出：

hello dex!!

生成包含Dex的apk文件

在aapt的介绍中，我们生成过一个不包含 dex的apk文件，现在我们尝试编译 dex文件并合并到之前的apk中。

  1. 编译工程源码(java)
javac -encoding utf-8 \
-cp ~/Library/Android/sdk/platforms/android-28/android.jar \
app/src/main/java/com/hellobike/androidbuildintroduce/*.java package/com/hellobike/androidbuildintroduce/R.java \
-d classes/

image.png

2.class 转dex

d8 --lib ~/Library/Android/sdk/platforms/android-28/android.jar \
--release \
--output . \
classes/com/hellobike/androidbuildintroduce/*.class

在当前目录下生成 classe.dex文件

image.png

3.使用zip命令将 dex文件加入到 apk文件中

zip -ur res.apk classes.dex

image.png

4.apk进行字节对齐

先查看下目前压缩包内的字节对齐情况

zipalign -c -v 4 res.apk

输出

Verifying alignment of /Users/hb/hellobikeproject/AndroidBuildIntroduce/aaptbuild/link-res.apk (4)...
      49 AndroidManifest.xml (OK - compressed)
     718 res/drawable/ic_launcher_background.xml (OK - compressed)
    1120 res/drawable-v1/ic_launcher_background.xml (OK - compressed)
    1570 res/drawable-v21/ic_launcher_background.xml (OK - compressed)
    2629 res/drawable-v24/$ic_launcher_foreground__0.xml (OK - compressed)
    3039 res/drawable-v24/ic_launcher_foreground.xml (OK - compressed)
    3841 res/layout/activity_main.xml (OK - compressed)
    4091 res/layout-v1/activity_main.xml (OK - compressed)
    4440 res/mipmap-mdpi-v4/ic_launcher.png (OK)
    6570 res/mipmap-mdpi-v4/ic_launcher_round.png (BAD - 2)
    9417 res/mipmap-hdpi-v4/ic_launcher.png (BAD - 1)
   12450 res/mipmap-hdpi-v4/ic_launcher_round.png (BAD - 2)
   17420 res/mipmap-xhdpi-v4/ic_launcher.png (OK)
   21981 res/mipmap-xhdpi-v4/ic_launcher_round.png (BAD - 1)
   28942 res/mipmap-xxhdpi-v4/ic_launcher.png (BAD - 2)
   35401 res/mipmap-xxhdpi-v4/ic_launcher_round.png (BAD - 1)
   45881 res/mipmap-xxxhdpi-v4/ic_launcher.png (BAD - 1)
   54893 res/mipmap-xxxhdpi-v4/ic_launcher_round.png (BAD - 1)
   70092 res/mipmap-anydpi-v26/ic_launcher.xml (OK - compressed)
   70385 res/mipmap-anydpi-v26/ic_launcher_round.xml (OK - compressed)
   70652 resources.arsc (OK)
   74273 classes.dex (OK - compressed)
   75515 META-INF/ANDROIDD.SF (OK - compressed)
   76390 META-INF/ANDROIDD.RSA (OK - compressed)
   77035 META-INF/MANIFEST.MF (OK - compressed)
Verification FAILED

可以看到很多资源文件并没有进行字节对齐

zipalign -v 4 res.apk zipaligned.apk

再查看生成的字节对齐后的apk文件

zipalign -c -v 4 ./zipaligned.apk


Verifying alignment of ./zipaligned.apk (4)...
      49 AndroidManifest.xml (OK - compressed)
     718 res/drawable/ic_launcher_background.xml (OK - compressed)
    1120 res/drawable-v1/ic_launcher_background.xml (OK - compressed)
    1570 res/drawable-v21/ic_launcher_background.xml (OK - compressed)
    2629 res/drawable-v24/$ic_launcher_foreground__0.xml (OK - compressed)
    3039 res/drawable-v24/ic_launcher_foreground.xml (OK - compressed)
    3841 res/layout/activity_main.xml (OK - compressed)
    4091 res/layout-v1/activity_main.xml (OK - compressed)
    4440 res/mipmap-mdpi-v4/ic_launcher.png (OK)
    6572 res/mipmap-mdpi-v4/ic_launcher_round.png (OK)
    9420 res/mipmap-hdpi-v4/ic_launcher.png (OK)
   12456 res/mipmap-hdpi-v4/ic_launcher_round.png (OK)
   17428 res/mipmap-xhdpi-v4/ic_launcher.png (OK)
   21992 res/mipmap-xhdpi-v4/ic_launcher_round.png (OK)
   28956 res/mipmap-xxhdpi-v4/ic_launcher.png (OK)
   35416 res/mipmap-xxhdpi-v4/ic_launcher_round.png (OK)
   45896 res/mipmap-xxxhdpi-v4/ic_launcher.png (OK)
   54908 res/mipmap-xxxhdpi-v4/ic_launcher_round.png (OK)
   70107 res/mipmap-anydpi-v26/ic_launcher.xml (OK - compressed)
   70400 res/mipmap-anydpi-v26/ic_launcher_round.xml (OK - compressed)
   70668 resources.arsc (OK)
   74289 classes.dex (OK - compressed)
   75531 META-INF/ANDROIDD.SF (OK - compressed)
   76406 META-INF/ANDROIDD.RSA (OK - compressed)
   77051 META-INF/MANIFEST.MF (OK - compressed)
Verification succesful

可以看到输出日志显示，字节对齐检验成功

5.签名

这里我们直接使用自带的debug签名秘钥进行签名,秘钥密码是android

apksigner sign -ks ~/.android/debug.keystore ./zipaligned.apk

6.安装apk文件

adb install -r ./zipaligned.apk

总结

1.dex是 dalivk虚拟机的可执行文件
2.java代码先通过javac 编译成classs文件，再被d8编译器编译成dex文件
3.aapt2编译生成的resouces.apk + d8 编译生成classe.dex 文件合并后就是最终android系统需要的安装包
4.字节对齐的压缩包更新或者合并了新的文件后，需要重新进行zipalign

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