Android

APK体积优化

Posted by CoXier on March 23, 2017

一、APK概述

APK的全称 Android Application Package

APK是Android操作系统使用的一种应用程序包文件格式，用于分发和安装移动应用及中间件。一个Android应用程序的代码想要在Android设备上运行，必须先进行编译，然后被打包成为一个被Android系统所能识别的文件才可以被运行，而这种能被Android系统识别并运行的文件格式便是“APK”。——维基百科

二、APK构建过程

上图只是一个简化的APK构建过程，具体的构建过程如下：

三、APK的构成

Android Studio上的工具Android Apk Analyzer可以用来分析APK文件的构成。下面来Girl为例来分析：

从图可知，一个APK文件通常包含以下文件：

  • lib:存放C/C++库，对于不同的处理器架构如：armeabi，armeabi-v7a, x86等有具体的分包
  • classes.dex：class文件被编译成dex文件格式，dex文件格式可以被Dalvik虚拟机识别
  • assets :存放应用的资源文件，可以通过AssetManager获取此文件下的资源。例如常见的字体资源就可以放在此目录下
  • res :存放没有编译进入resources.arsc的资源文件
  • resources.arsc :存放xml二进制资源文件
  • META-INF :包含安全证书CERT.RSA

四、APK瘦身实战

以Girl为例来进行实战，瘦身之前release APK（unzip）大小：10.1MB

4.1 拆分APK

从上图可以看出lib占的内存比例很大，lib中包含了armeabi,armeabi-v7a，x86等不同处理器的库，通过拆分生成针对某一个处理器的APK来减少APK体积。

splits {

    // Configures multiple APKs based on ABI.
    abi {

        // Enables building multiple APKs per ABI.
        enable true

        // By default all ABIs are included, so use reset() and include to specify that we only
        // want APKs for x86, armeabi-v7a, and mips.

        // Resets the list of ABIs that Gradle should create APKs for to none.
        reset()

        // Specifies a list of ABIs that Gradle should create APKs for.
        include "x86", "armeabi-v7a", "armeabi"

        // Specifies that we do not want to also generate a universal APK that includes all ABIs.
        universalApk false
    }
}

通过上面的脚本，生成了三种apk:

  • app-armeabi-release.apk：6.6MB
  • app-armeabi-v7a-release.apk: 6.6MB
  • app-x86-release.apk: 7.6MB

效果还是很显著的。其实在现在的国内Android应用市场，一般针对armeabi处理器即可，所以下面我只生成armeabi版的APK。

4.2 代码混淆

初步处理lib之后，dex占的比例最大，现在就着手处理dex。dex的处理可以使用代码混淆，代码混淆有两个关键操作：

  • 移除未使用的类和类成员
  • 用a,b,c这样无意义的字符去替代一些标识符

第二个操作可能会使得debug变得笨重，因此只需要在release版本开启。

android {
    ...
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled true
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

第二行，谈及了两个文件proguard-android.txt和proguard-rules.pro。proguard-android.txt在sdk/tools/proguard/proguard-android.txt,是所有Android项目的默认混淆文件。

4.2.1 混淆的坑

开启了上述设置后，然后开始build。结果报了一大堆Warning，截取一行：

Warning:butterknife.internal.ButterKnifeProcessor: can't find superclass or interface javax.annotation.processing.AbstractProcessor

看来问题出在ButterKnifeProcessor上，使用：

-dontwarn butterknife.internal.**

dontwarn means no warning

当然这只是治标不治本，之后还是要对butterknife进行处理的。

-keep class butterknife.** {*;}
-dontwarn butterknife.internal.**
-keep class **$$ViewBinder {*;}
-keepclasseswithmembernames class *{
    @butterknife.* <fields>;
}
-keepclasseswithmembernames class *{
    @butterknife.* <methods>;
}

因为APP使用了RxJava,Retrofit,Jsoup等第三方库，所以这个时候一定要耐心的针对每一个库进行添加混淆规则。需要注意的是，如果自己的某个类需要序列化或者反序列化，一定还要针对自己的model添加混淆规则。(这是一个很繁琐的过程，做好心理准备)

混淆之后现在apk大小为 5.5MB，效果也还不错

4.2.2 常用的混淆规则

针对这个项目的混淆规则已经上传到Gist

4.2.3 关于混淆的看法

在4.2一节，代码混淆起到的作用有两点：

  1. 移除未使用的代码
  2. 混淆代码，增加逆向反编译的难度，对APP的安全有一定的保障。

在混淆的过程中，我认为ButterKnife可有可无，使用ButterKnife的初衷可能仅仅就是偷懒或者语法糖。如果工程比较大的话，使用注解器是否会影响编译速度？生成的class文件大概会有多少？所以我认为完全可以开发插件来生成findViewById这些固定步骤。

4.3 优化资源

针对完代码的压缩后，接下来考虑资源。apk中有三个部分和资源有关，分别是assets,res,resources.arsc。

为了压缩资源，添加下面一行：


buildTypes {
    release {
        minifyEnabled true
        // here
        shrinkResources true
        proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
    }
}

4.3.1 优化resources.arsc

resources.arsc文件下包含了strings,styles,dimen等xml资源文件，如果这部分所占内存比较大的话，可以从下面几个部分优化。

4.3.1.1 仅支持特定语言

很多库下面的String都被翻译成很多语言的文字，像Support Library和Google Play Service。采用下面设置仅支持英语和简体中文。

android {
    defaultConfig {
        ...
        resConfigs "en", "zh-rCN"
    }
}

4.3.2 优化res

优化res文件夹可以从优化图片着手。优化图片从压缩图片和使用矢量图出发。因为Girl这个项目使用的png或者jpeg图片不多（也就是icon），所以下面只考虑如何使用矢量图来优化图片资源。

因为vectorDrawable之前只能在 API 21 及以上版本被支持，为了兼容 API 20 及以下，google增加了support library。

android {
  defaultConfig {
    vectorDrawables.useSupportLibrary = true
  }
}

然后使用AS内置的 Asset Studio

做完4.3之后，APK体积并没有明显的减少，但是我相信4.3在实际的APK瘦身中是必不可少的。

4.4 使用工具来瘦身

做完上面的工作后，还可以利用大厂开源的工具来压缩APK。

4.4.1 Redex

Redex是fb开源的用来优化Android字节码（dex）的工具。

redex path/to/your.apk -o path/to/output.apk

注意：使用redex后，需要对APK进行重新签名

所以一步到位：

ANDROID_SDK=~/Android/Sdk redex app-armeabi-release.apk -o output.apk --sign -s ~/Android/Coxier\'s_Key_Store.jks -a 'coxier' -p 'xx'

减少0.3MB,现在APK大小为5.2MB

4.4.2 AndResGuard

AndResGuard是wechat开源用来混淆资源的工具，可以将原来冗长的资源路径变短。但是需要配置白名单，如果需要在代码中通过R.xx.xxx获取，则需要将此资源配置到白名单中。

andResGuard {
    // mappingFile = file("./resource_mapping.txt")
    mappingFile = null
    // 当你使用v2签名的时候，7zip压缩是无法生效的。
    use7zip = true
    useSign = true
    // 打开这个开关，会keep住所有资源的原始路径，只混淆资源的名字
    keepRoot = false
    def packageName = "com.hackerli.girl."
    whiteList = [
            packageName + "R.drawable.*",
            packageName + "R.anim.*",
            packageName + "R.array.*",
            packageName + "R.menu.*",
            packageName + "R.layout.*",
            packageName + "R.color.*"

    ]
    compressFilePattern = [
            "*.png",
            "*.jpg",
            "*.jpeg",
            "*.gif",
            "resources.arsc"
    ]
    sevenzip {
        artifact = 'com.tencent.mm:SevenZip:1.2.0'
        //path = "/usr/local/bin/7za"
    }
}

关闭v2签名：

signingConfigs {
    config {
        keyAlias 'xx'
        keyPassword 'xxx'
        storeFile file('your keystore path')
        storePassword 'xxx'
        v2SigningEnabled false
    }
}

因为采用 7 zip 压缩，所以可以使用redex优化dex，然后使用AndResGuard混淆资源路径和压缩。

减少0.5MB,现在APK大小位5MB

五、总结

总的来说，对APK体积瘦身，无非是从dex文件和resources.arcs这两个方面入手。在瘦身的过程中，需要开发人员充分了解工程结构，对某些资源加以合适的处理，绝不能为了瘦身而增加APP的不稳定性。

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