Android资源初探(一) 资源打包

Android中的资源是一块比较重要的知识，平时工作中除了简单的使用 context.getResouce().getColor(R.id.xxx)之外，我们也更想了解背后的原理。接下来系列文章从资源编译、资源访问和相关实践几个部分来一窥Android资源框架的基本原理。

后续更新计划，欢迎持续关注：

Android资源初探（二）运行时资源的访问
Android资源初探（三）换肤框架原理解析
Android资源初探（四）资源的插件化和热修复

apk文件

先来看一个简单的apk文件，解压后包含的文件如图所示：

可以看到一个apk文件解压后，主要分为3部分：

资源：包含res目录，assets目录，以及AndroidManifest.xml、resources.arsc都可以算作资源文件；
代码：包括classes.dex、lib/xxx.so；
签名信息：META-INFO文件；

可以认为 应用 = 可执行代码 + 资源，今天我们主要研究资源部分，后续有时间再来再探讨dex相关的话题。

apk中的资源类型

根据上面的分析，一个打包后的apk文件中属于资源的主要包含以下几部分：

res/layout/..、res/drawable..
assets/..
resources.arsc
AndroidManifest.xml

资源打包前后变化

我们可以写一个简单的 hello world工程，然后打包后将apk文件进行解压，对比下上述这些资源文件在打包前后有何变化：

assets/.. 打包前后无变化
res/layout/xxx.xml 打包后xml文件变成了二进制 res/values/…打包后不存在了 res/drawable-xxx/xxx 打包后drawable-xx后缀有变化，具体图片文件似乎没变化，
AndroidManifest.xml 打包后，变成了二进制文件
新增了resources.arsc文件

可以看出apk打包过程中，res下的xml文件都会被进行编译，而res/values下的文件会消失不见，同时也生成resources.arsc。这是我们的直观感受，接下来分析具体流程。

apk资源编译

上图是apk打包流程图，从流程图也可以看出资源的编译是通过 aapt工具完成的，输入原始工程，输出为编译后的资源，同时生成R.java。先来看 aapt。aapt 全名Android Asset Package Tool, 是官方SDK自带的资源打包工具，是一个可执行文件，具体在 sdk/build-tools/&sdkversion/。我们也可以通过将其加到环境变量中，然后直接在命令行中通过调用aapt命令来执行一些操作，具体命令参数可参考aapt

总之我们完全可以通过手动输入aapt命令，来完成apk资源的编译，搜索 aapt手动打包相关介绍文章很多，这里不再赘述。

综上，android资源的打包就是调用aapt命令完成的，输入是当前工程，输出就是最终的apk资源文件，接下来我们来分析aapt是如何被调用起来的。

aapt调用逻辑

开发过程中执行一个 assembleDebug task就能生成一个debug apk，由此我们也可以推测最终是在执行gradle task中完成aapt的调用。因为gradle源码比较大，我们可以在工程中添加gradle依赖的方式来分析jar包

因为gradle源码分析不是我们的重点，我们只需要了解它最终如何调起aapt即可，所以分析从简：

//build.gradle
apply com.android.application
//对应gradle AppPlugin.apply()方法==>BasePlugin.apply()
-> BasePlugin.java
public final void apply(Project project) {
      ...
        -> createAndroidTasks();
}
...
->AndroidBuilder.java
public void processResources(...) {
 ArrayList<String> command = Lists.newArrayList();
        //TODO：= findAAPT: sdk aapt
        String aapt = buildToolInfo.getPath(BuildToolInfo.PathId.AAPT);
        ...        
        //TODO:组件打包命令 sdk/build-tools/$version/aapt package xxxxxxx
        command.add(aapt);
        command.add("package");
        if (mVerboseExec) {
            command.add("-v");
        }
        command.add("-f");
        command.add("--no-crunch");
        // inputs
        command.add("-I");
        command.add(target.getPath(IAndroidTarget.ANDROID_JAR));
        command.add("-M");
        command.add(resPackageOutput);
        ...
       //TODO：执行命令
        mCmdLineRunner.runCmdLine(command, null);
}
->CommandLineRunner.java
public void runCmdLine(String[] command) {
        // launch the command line process
        //TODO: Executes the specified string command in a separate process with the specified environment.
        Process process = Runtime.getRuntime().exec(command);
 }

通过调用链可以看出，gradle task最终生成一个AndroidBuilder，在其中构造出最终的aapt编译命令：

aapt --package -v xxxx -fxxx

到此，我们已经调用起来了aapt，接下来我们来分析aapt中完成资源编译的过程。

aapt资源编译流程

Aapt源码比较复杂，尤其ResourceTable, AaptFile, AaptAsset等C结构更是复杂，不是一篇文章能说清楚的。我已将分析后的源码上传至github，有兴趣的可以fork一下。以Main.cpp main函数为入口，相关调用链都已加注解（//TODO:）。aapt源码分析注解参考阅读原文

我们还是从简，主要梳理下编译流程：

解析AndroidManifest.xml 得到包名，构造对应的ResourceTable对象，可以重点看下这个ResourceTable对象，可以这样理解，打包流程基本上就是构造ResourceTable过程，并利用这个数据结构来完成R.java和resources.arsc的生成。
引入外部资源，我们工程中会引入一些系统资源，比如R.color.white，他们都不在本工程中，而是在/system/framework/framework-res.apk中，所以在编译过程中需要将其引进来
收集需要编译的资源文件，构造aaptFile对象
给每个资源分配id (0xPPTTEEE)
编译aaptfile资源
编译values资源
生成R.java
生成Resources.arsc文件
生成最终AndroidManifes.xml

可以看到aapt对xml资源进行了编译和压缩，一方面可以减少存储空间，将大量的重复字符串构造在一个公共的地方（resources.arsc），另一方面，在解析时候也能提高解析效率。反之，如果我们将这些资源原原本本打在apk文件中，其实从运行角度来说是不会有问题的。

R.java & resources.arsc

我们最后再来看看资源编译过程中生成的R.java和resource.arsc，两个文件的的关系如图所示

简单来说R.java中的id（0xPPTTEEEE）存在于resources.arsc文件中的id数组，然后id数组映射字符串常量池，即可找到id对应的值。

资源打包主要了解其关键流程，由于gradle和aapt对应源码细节较多，感兴趣的同学，可以参考aapt。

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