Android | 创建第一个项目、AAPT2的两个阶段（编译、链接）

MagicYY
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一、创建第一个Android项目

1.1 环境搭建

1.1.1 准备工具

  • Android Studio - 核心开发环境

    • 是什么：Google 官方推出的集成开发环境，基于 JetBrains 的 IntelliJ IDEA 构建。你所有的编码、设计、调试和测试工作都将在这里完成。

    • 下载地址：developer.android.com/studio

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    • 说明：它内置了接下来要提到的 Android SDK 和模拟器，所以你只需要下载这个，大部分依赖都会自动搞定。

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  • Java Development Kit 或 Kotlin - 编程语言

    • 是什么：

      • JDK：如果你选择使用 Java 语言进行开发，需要安装 JDK。

      • Kotlin：这是 Google 官方推荐的 Android 开发语言，更现代、更安全、更简洁。好消息是，Android Studio 已经内置了 Kotlin，所以你不需要单独安装。

      建议：对于新手，强烈推荐直接学习 Kotlin。它是未来的趋势。

    • 推荐使用OpenJDK：我选择的是zulu-17，下载地址Java 8, 11, 17, 21, 25 Download for Linux, Windows and macOS，选择**.msi安装包**，直接自动安装即可。

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  • Android SDK - 软件开发工具包

    • 是什么：包含了编译、调试和运行 Android 应用所需的所有库、API 和工具。

    • 说明：Android Studio 在安装过程中会自动下载最新的 SDK，所以你通常不需要手动处理。

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  • 可用于测试的 Android 设备

    • 选择一：物理安卓手机或平板（推荐给新手）

      • 优点：性能真实，感受直接。

      • 准备工作：

        1. 开启手机的“开发者选项”。（通常是在“关于手机”里连续点击“版本号”10次，不同品牌会具备不同的差异）
        2. 在开发者选项中开启“USB 调试”。
        3. 用 USB 数据线连接电脑和手机。

    • 选择二：Android 虚拟设备 - 模拟器

      • 是什么：在电脑上模拟一台安卓手机。

      • 优点：无需实体设备，可以创建不同型号和系统版本的手机进行测试。

      • 缺点：比较占用电脑资源，运行速度可能较慢。

      • 创建方法：

        • （1）在 Android Studio 的 AVD Manager 中创建。

        • （2）使用 雷电模拟器，就是同样的也需要和 选择一打开 开发者模式的步骤一样，就在设备选择出选择雷电模拟器出现的模拟器。

1.1.2 推荐工具

  • 反编译工具

    Android 反编译工具，能把 APK、DEX、JAR 等字节码文件直接转换成可读的 Java 源码

  • PxCook - 像素大厨

    像素大厨，是一款交互流畅、全平台支持的切图设计工具，专为UI设计师所设计

1.2 创建一个Android程序

1.2.1 创建一个HelloWorld项目

在Android Studio的窗口点击【New Project】选项，进入【Empty Views Activity】选项

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  • Package name（包名），这是最重要且规则最严格的字段，它作为应用的唯一标识。
    • 唯一性： 在整个Google Play商店中必须是唯一的。如果com.itzy.application已被占用，你的应用将无法上传。
    • 逆向域名规则： 通常使用你拥有的或你公司拥有的域名的逆向形式，以确保唯一性。例如，如果你的网站是itzy.com，包名就应该是com.itzy.yourappname。
    • 永久性： 一旦应用发布，绝对不要更改包名。更改包名等同于创建一个全新的应用，会失去所有已有的用户和下载数据。
  • Minimum SDK（最低SDK版本），在 “设备覆盖率” 和 “能使用的新API功能” 之间进行权衡。
    • 遵守API级别约束： 在代码中，如果你调用的API级别高于你设置的最低SDK，必须进行版本检查，否则应用在旧系统上会崩溃。
    • 推荐选择： 通常建议选择当前有足够市场占有率且能支持你所需功能的版本。
      • 版本选得越低，能覆盖的设备越多，但你不能使用很多新的、好用的API。
      • 版本选得越高，能使用更多现代API，开发更便捷，但会放弃一部分使用旧系统的用户。
    • image-20251101203632480
  • Build configuration language（构建配置语言）
    • Groovy DSL 是 “经典模式”：成熟、灵活、脚本简洁，但工具支持弱。
    • Kotlin DSL 是 “现代模式”：类型安全、工具支持强大、重构友好。

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1.2.2 启动模拟器

​ Hello World程序已经在Android Studio自动为我们生成项目的过程中就已经具备了。

​ 当我们通过一个展示的运行程序的Android手机媒体（载体）呈现就好了，在这里我们就启动Android模拟器就行。

方式一：创建虚拟设备

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我们看到以下

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  • Google APIs 镜像 = AOSP系统 + Google服务框架和API

  • Google Play 镜像 = AOSP系统 + Google服务框架和API + Google Play商店及相关认证

方式二：连接远程设备

前提条件

  • 手机和电脑在同一 Wi-Fi。
  • 手机已开启开发者选项和 USB 调试。

无线调试 是 Android 11 及以上系统版本引入的一项原生开发功能。它允许开发者通过 WiFi 网络，而非传统的 USB 数据线，将电脑与安卓设备连接，以使用 Android 调试桥 (ADB) 执行所有调试命令。

image-20251101220554024转存失败，建议直接上传图片文件
  • 方法一：QR配对操作方法：

  • 方法二：配对码配对：

    PS：注意下方两图，仅仅为展示如何操作，配对码并无对应关系。

    • 移动端

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    • 电脑端

image-20251101222408683转存失败，建议直接上传图片文件

1.2.3 运行程序

当前我们的模拟器已经启动，图标为▶️，更下拉列表的右侧，会显示可用的设备。

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可以看到，项目已经运行成功，并且在模拟器或者我们的物理的手机上会已经安装上应用程序名称为My Application的启动器。

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1.3 分析此Android程序

​ Android应用启动时，系统根据AndroidManifest.xml中注册的MainActivity配置（其中声明了该Activity为LAUNCHER入口），调用其onCreate()方法，通过setContentView()加载并显示定义在activity_main.xml中的布局文件，从而规范地展示首页面，进而显示的“Hello World“的页面。

​ 在AndroidManifest.xml中，通过<intent-filter>标签将MainActivity定义为首页面，其中指定该Activity为主要入口点，<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />使其出现在应用启动器中，这样系统在应用启动时就会首先加载并显示这个Activity。

二、项目结构概览

当该Android程序运行时候，我们需要将Androd结构改为项目级结构。

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2.1 项目目录项目文件

2.1.1 根目录项目文件 & 文件夹

  • .gradle & .idea

    • IDE（Android Studio）自动生成的配置和缓存文件。

  • app/

    • 主要的应用模块，包含应用的代码和资源。我们今后的开发工作也基本是和这个打交道。

  • build/

    • 说明： 这是Gradle构建过程的输出目录。
    • 与app/build的区别：这个是项目级别的，app/build是模块级别的

  • gradle/

    • 包含 Gradle 包装器（Wrapper）文件，用于确保构建环境一致。重要性：确保团队成员使用相同版本的Gradle

      • wrapper/gradle-wrapper.jar - Gradle包装器JAR文件，被命令行脚本直接调用

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      • wrapper/gradle-wrapper.properties - 指定使用的Gradle版本，被Gradle包装器运行时读取。

        构建项目时会自动根据gradle-wrapper.properties属性查找是否下载相应的gradle版本，如果没有就distributionUrl的网址

      • libs.versions.toml → 在Gradle配置文件中被引用，管理所有依赖版本， Gradle Version Catalogs 的核心

        libs.versions.toml 是 Gradle版本目录文件，它的主要目的是集中统一管理项目中的所有依赖库版本。

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2.1.2 根目录配置文件

  • .gitignore

    • 说明： Git版本控制系统的忽略配置文件。

    • 作用： 告诉Git哪些文件或目录不应该被跟踪和提交到代码仓库。例如，它会忽略 .gradle/, .idea/, build/, local.properties 等自动生成或包含本地环境信息的文件，避免污染代码库。

      # 忽略的文件示例
.gradle/
.idea/
*.iml
local.properties
.DS_Store
build/

  • build.gradle（项目级）

    • 定义整个项目的 Gradle 构建配置。

    • 作用：

      • 定义所有模块共用的构建脚本依赖（如Android Gradle插件）。
      • 配置所有模块共用的仓库（如Google, Maven Central）和依赖项。
      // 顶层构建文件，您可以在其中添加所有子项目/模块共用的配置选项。
buildscript {
    repositories {
        google() // 引入Google的Maven仓库
        mavenCentral() // 引入Maven中央仓库
    }
    dependencies {
        classpath "com.android.tools.build:gradle:7.0.4" // 指定Android Gradle插件版本
    }
}

  • settings.gradle

    • 说明： 这个文件用于告诉Gradle本项目包含了哪些模块。
    • 作用： 当你创建一个新的模块（例如 library）时，需要在这里通过 include ‘:app’, ‘:library’ 来声明，Gradle才会在构建时将其包含进来。

  • gradle.properties

    • gradle.properties 是 Gradle 构建工具的配置文件，主要用于管理项目的全局设置和构建环境。

      • gradle.properties：管构建"怎么运行"（环境、性能、开关）- 构建过程配置，构建工具的工作方式

        # 影响Gradle如何"工作"
org.gradle.jvmargs=-Xmx2048m        # Gradle进程的内存大小
org.gradle.caching=true             # 是否启用构建缓存
android.nonTransitiveRClass=true    # 资源处理方式

      • libs.versions.toml：管项目"用什么库"（依赖版本、插件版本）- 项目依赖配置，项目需要哪些第三方库

        # 影响项目"包含什么"
[versions]
kotlin = "1.9.0"                    # 使用的Kotlin版本

[libraries]
retrofit = "2.9.0"                  # 网络库版本
glide = "4.15.1"                    # 图片加载库版本

  • gradlew & gradlew.bat

    • gradlew (用于 macOS/Linux/Unix 系统)
    • gradlew.bat (用于 Windows 系统)

  • local.properties

    • 说明： 这个文件包含了本地开发环境的配置。

    • 作用： 最主要的是配置了本机 Android SDK 的路径（例如 sdk.dir=D\:\\develop\\Android\\sdk）。

    • 注意事项： 因为这个路径每台电脑都可能不同，所以绝对不能提交到版本控制中。

2.1.3 应用模块 (app/) 详解

  • **app/src/**这是源代码的根目录，它被分为几个“源代码集”：

    • app/src/main/ - 主源代码集，存放应用的主要代码和资源。

      • java/： 存放所有的Java或Kotlin源代码文件，按照包名结构组织。你的 MainActivity 等类都在这里。

      • res/： 存放所有的静态资源文件。

        • layout/： XML布局文件。

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        • drawable//mipmap/： 图片、图标和矢量图资源。

        • values/： 字符串（strings.xml）、颜色（colors.xml）、尺寸（dimens.xml）等常量定义。

          <resources>
    <string name="app_name">My Application</string>
</resources>

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      • AndroidManifest.xml： 应用的“身份证”。它向Android系统声明应用的基本信息，如包名、组件（Activity, Service等）、所需权限、最低API级别等。

        • <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.myapp"> <!-- 应用的唯一包名 -->

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher" <!-- 应用图标 -->
        android:label="@string/app_name" <!-- 应用名称，引用自 strings.xml -->
        android:theme="@style/Theme.MyApp">
        
        <!-- 声明一个 Activity（应用的一个界面） -->
        <activity
            android:name=".MainActivity"
            android:exported="true"> <!-- 该 Activity 是否允许其他应用启动 -->
            <intent-filter>
                <!-- 指定这个 Activity 是应用的“主入口” -->
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <!-- 将其放入应用的启动器中 -->
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

    <!-- 声明应用需要的权限 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
</manifest>

    • app/src/androidTest/ - 仪器化测试源代码集。

      • 这些测试需要运行在Android设备或模拟器上，可以测试与Android框架交互的代码。

    • app/src/test/ - 本地单元测试源代码集。

      • 这些测试运行在本地JVM上，速度很快，用于测试不依赖于Android框架的业务逻辑。

  • build/

    • 作用： 当你编译项目时，所有生成的文件都会放在这里，例如编译后的类文件（.class）、资源文件（经过处理的）、以及最终的APK或AAB安装包。

      文件类型典型位置 (在 app/ Module 内)备注
      APK 文件build/outputs/apk/[buildVariant]/构建变体可以是 debug, release, 或 yourFlavorDebug 等。
      .class 文件build/intermediates/javac/[buildVariant]/classes/Java 编译后的字节码。
      .class 文件 (Kotlin)build/tmp/kotlin-classes/[buildVariant]/Kotlin 编译后的字节码。

    • 注意事项： 这是一个“生成”目录，可以随时安全删除（Clean Project 操作就是删除它），重建后会再次生成。必须列入 .gitignore。

      • （1）APK 文件的位置

        • 在新版本中，APK 默认生成在项目的 build 目录下，并且根据构建变体（Build Variant）进行了细分。

          典型路径结构：

          依次展开目录：app -> build -> outputs -> apk。在这里你可以看到所有生成的 APK。

          根据构建类型（debug, release） 和 产品风味（flavor） 命名的子文件夹。

          你的项目根目录 / app / build / outputs / apk /

          调试版 APK：你的项目根目录/app/build/outputs/apk/debug/app-debug.apk

          发布版 APK：你的项目根目录/app/build/outputs/apk/release/app-release.apk

          多个风味（Flavors）：你的项目根目录/app/build/outputs/apk/yourFlavorName/debug/

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        • 手动构建 APK

          点击菜单栏的 Build → Build Bundle(s) / APK(s) → APK(s)

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      • （2）.class 文件的位置

      .class 文件是 Java/Kotlin 代码编译后的字节码文件。在 Android 中，它们最终会被打包进 DEX 文件中，然后放入 APK。所以你通常不需要直接操作它们。

      它们位于项目的 build 目录下的 intermediates 文件夹里。

      典型路径：

      你的项目根目录 / app / build / intermediates / javac /

      在这个 javac 目录下，你会找到根据构建变体命名的文件夹，里面包含编译后的 .class 文件。

      例如，对于调试版本： 你的项目根目录/app/build/intermediates/javac/debug/classes/

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      在这个 classes 目录下，你会看到与你项目包名对应的目录结构，里面就是所有的 .class 文件。

      对于 Kotlin 代码： 路径类似，但在 kotlin 目录下： 你的项目根目录/app/build/tmp/kotlin-classes/debug/

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      重要提示：build 目录是编译时自动生成的。你可以通过菜单栏的 “Build” -> “Rebuild Project” 来确保所有文件都是最新的。如果你执行了 “Build” -> “Clean Project”，这个 build 文件夹会被删除，并在下次编译时重新生成。

2.2 资源的管理使用

Android程序在使用资源（即：代码使用的外部文件），这些文件作为了我们实现代码效果的一部分，经过编译过程到了app中。

2.2.1 规范

（1）命名规范
- 使用小写字母、数字和下划线
- 描述性名称：`模块_用途_状态`
  • 图片：ic_ (图标), bg_ (背景), img_ (图片)
  • 颜色：color_primary, color_text_secondary
  • 尺寸：padding_medium, text_size_large
  • 字符串：title_main, message_welcome
（2）多资源分配 - 资源限定符

在深入分类之前，必须理解 资源限定符。它是通过为 res/ 子目录添加后缀（如 -en, -hdpi, -land），来为不同设备配置提供替代资源的关键机制。系统会根据当前设备配置自动选择最匹配的资源。

res/
├── values/                 # 默认资源
├── values-zh/             # 中文
├── values-en/             # 英文
├── layout/                # 默认布局
├── layout-land/           # 横屏布局
├── layout-sw600dp/        # 7寸平板
├── drawable-mdpi/         # 中等密度
└── drawable-xxhdpi/       # 超高密度
限定符用途示例
-en语言values-en/
-night主题values-night/
-sw600dp最小宽度layout-sw600dp/
-land横屏layout-land/
-v26API级别values-v26/
（3） 资源引用方式总结
资源类型XML中引用代码中引用
字符串@string/nameR.string.name
颜色@color/nameR.color.name
尺寸@dimen/nameR.dimen.name
图片@drawable/nameR.drawable.name
布局@layout/nameR.layout.name
样式@style/nameR.style.name
（4）为什么没有R.java，反而是R.txt

Android Gradle 插件直接生成相应的字节码，不会制作中间R.java文件。

Android Developers Blog: Android Studio 3.6

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  • R.java 源文件不再生成到 build/generated/... 目录下。

  • 资源 ID 仍然存在，但直接以 .class 字节码 形式生成（例如 R.class），而不是 .java 源码。

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  • 这是为了加快编译速度、减少 I/O 和避免不必要的源码处理。

（5）AAPT2介绍

AAPT2（Android 资源打包工具）是一种构建工具，Android Studio 和 Android Gradle 插件使用它来编译和打包应用的资源。

AAPT2 会解析资源、为资源编制索引，并将资源编译为针对 Android 平台进行过优化的二进制格式。

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2.2.2 资源调用

在Android中，资源是一类代码使用过程中附加的文件和静态内容，例如位图、布局定义、用户界面字符串、动画指令等。我们将资源放置在项目目录的 res/ 下特定子目录中。Android 资源编译工具 aapt2 会在编译时将其编译，并生成一个名为 R 的 Java类（或 R.java），作为访问这些资源的桥梁。

【0】将它们独立出来的核心目的在于
  1. 解耦与可维护性：将内容与逻辑分离。修改UI样式无需改动Java/Kotlin代码，反之亦然。
  2. 国际化与本地化：为不同语言、地区提供替代资源，系统会根据设备设置自动匹配。
  3. 设备兼容性：为不同屏幕尺寸、密度、方向、API等级等提供替代资源，实现自适应UI。
  4. 减少代码冗余：在多个地方使用的值（如主色调#3F51B5）只需定义一次，方便统一修改。
【1】编译阶段 - 生成 .flat 中间文件

在构建APK时，Android的构建工具（此时主要为AAPT2）：

  • 命令格式：

    aapt2 compile [options] -o <输出目录> <输入文件>

PixPin_2025-11-03_13-17-58

// 输入：原始资源文件
resources/
  ├── values/strings.xml
  ├── layout/activity_main.xml  
  ├── drawable/ic_launcher.png
  └── ...

// 输出：编译后的中间格式
build/intermediates/
  ├── flat_files/
  │   ├── values_strings.arsc.flat
  │   ├── layout_activity_main.xml.flat
  │   └── drawable_ic_launcher.png.flat
  └── ...

  • 编译：

    • 将XML资源文件（如布局、动画、菜单）编译成更高效的二进制XML格式。

    • 将值资源（如 strings.xml, colors.xml）编译成二进制格式。

    • 输入文件输出文件
      XML 资源文件，均位于 res/values/ 目录下。以 *.arsc.flat 作为扩展名的资源表。
      其他所有资源文件。除 res/values/ 目录下的文件以外的其他所有文件都将转换为扩展名为 *.flat 的二进制 XML 文件。
【2】链接阶段（Linking Phase）
# 链接所有编译后的资源
aapt2 link \
  -o build/outputs/apk/debug/app-debug.ap_ \
  --java build/generated/source/r/debug \
  --manifest src/main/AndroidManifest.xml \
  build/intermediates/res/*.flat

  • 将所有.flat文件合并成单个资源包

  • 分配唯一的资源ID（0x7fXXXXXX格式）

    • 资源ID结构：

      0xPPTTNNNN
      • PP: package id
      • TT: type id
      • NNNN: entry id

      image-20251102235308691

  • 生成R.txt文件（记录所有资源ID映射）

  • 创建resources.arsc资源索引表

他所有资源文件。 | 除 res/values/ 目录下的文件以外的其他所有文件都将转换为扩展名为 *.flat 的二进制 XML 文件。 |

【2】链接阶段（Linking Phase）
# 链接所有编译后的资源
aapt2 link \
  -o build/outputs/apk/debug/app-debug.ap_ \
  --java build/generated/source/r/debug \
  --manifest src/main/AndroidManifest.xml \
  build/intermediates/res/*.flat

  • 将所有.flat文件合并成单个资源包

  • 分配唯一的资源ID（0x7fXXXXXX格式）

    • 资源ID结构：

      0xPPTTNNNN
      • PP: package id
      • TT: type id
      • NNNN: entry id

      [外链图片转存中...(img-BmD3MpTa-1763515307649)]

  • 生成R.txt文件（记录所有资源ID映射）

  • 创建resources.arsc资源索引表

    • 包含所有资源的ID、类型、名称、路径、配置（如语言、分辨率）等。
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