Android 面试必知点——apk瘦身/包优化

Posted 2021-09-09 冬天的毛毛雨

工程分析

如果真机运行过后，我们可以通过 android Studio Build -> Analyze APK - > 选择 app/build/output 下的apk文件 debug 或者 relase 两个文件夹下的 apk文件。下图为demo工程的 分析结构图 （忽略raw 文件为啥那么大 -，-）

由上图可知一个APK主要包含如下文件夹（当然有些文件可能我这个Demo APK没有包含）:

• res：包含了一些不会被编译到resources.arsc的资源文件。如drawable文件、layout文件、mipmap文件、anim文件等。

• lib：包含了一些区分于处理器的编译代码，主要是SO文件，eg：armeabi, armeabi-v7a, arm64-v8a, x86, x86_64, and mips。

• assets：包含了一些通过AssetManager能够检索到的资源。如MP3、字体、webp等资源文件。

• META-INF：包含了CERT.SF和CERT.RSA签名文件，还有MANIFEST.MF文件 （因为秘钥文件 或签名文件大小不大，所以这里暂时没有优化的点）

文件

• resources.arsc：包括了所有可以被编译的位于res/values/目录下的XML资源。打包工具在打包过程中会把XML的内容编译成二进制的形式，亦或者把相关资源的引用路径编译成二进制，然后整合到该文件里面。例如string文件、layout的路径、图片的路径等。
• classes.dex：包含了所有的Java文件编译后的class文件，class文件最终转化成该dex文件。一般文件都比较大，有的App有几个dex文件，这是因为单个DEX文件限制方法数在65536，所以当代码量过大时，就需要通过multiDex进行分包，拆分成多个dex文件，解决这个问题。
• AndroidManifest.xml：如果多module，内包含多个module的AndroidMainifest文件的权限、声明等配置文件。

瘦身优化

Res 目录优化

1. Android设备在加载图片时会优先加载对应分辨率文件夹下的图片，如果对应分辨率文件下没有所要的图片，则找高分辨率对应文件夹下的图片。目前不同分辨率对应优先加载的文件夹中图片如下，如果是针对国内用户的App可以只保留xxhdpi目录（19201080 -> xxhdpi），而如果是东南亚市场的App则可以只保留xhdpi （1280720 -> xhdpi）。

2. PNG图片压缩 （详细办法在下一个小节详细讲述）

3. lint检测出无用的资源文件，可以直接在AS里面使用。（Android Studio 打开 Analyze -> Run Inspection by Name -> 输入：Unused resources ->跳出弹框选择范围即可）注意：lint检查出来的资源都是无直接引用的，所以如果我们通过getIdentifier()方法引用文件时，lint也会标记为无引用，所以删除时注意不要删除通过getIdentifier()引用的资源。

4. shrinkResources：在编译过程中用来检测并删除无用资源文件，也就是没有引用的资源，minifyEnabled 这个是用来开启删除无用代码，比如没有引用到的代码，所以如果需要知道资源是否被引用就要配合minifyEnabled使用，只有两者都为true时才会起到真正的删除无效代码和无引用资源的目的。在build.gralde文件里面打开即可：

android {
    buildTypes{
    	release {
    		// 混淆
        	minifyEnabled true
        	// 移除无用的资源
        	shrinkResources true
        }
    }
}

Andorid PNG图片压缩

以PNG资源为例，PNG 图片相对于 JPEG 图片来说，它是一种无损的图像存储格式，同时多了一条透明度A通道，所以一般情况下，PNG 图片要比 JPEG 图片要大，如何缩小图片所占内存大概分为三种办法（个人推荐度依次递减）：

1. 将PNG图片通过 AndroidStudio 转换工具将PNG/PSD图片转为 SVG图片 （具体AndroidStudio步骤：右键res下的drawable 文件 -> 选择New ->Vector Asset -> Local file 将本地图片导入转换为 SVG xml文件）。导入后建议使用 AppCompatImageView 显示SVG图片，不过只要依赖 AppCompatActivity ，xml中的imageview 会自动转为 AppCompatImageView 处理（support包中所有含有AppCompat前缀的控件均受相同处理）。

   eg：app:srcCompat="@drawable/svg_ic_arrow_right"

2. 关于 PNG 的压缩算法有很多，这里我们只说两种比较常用的：Indexed_color 和 Color_quantization。 Indexed_color ：将具体的 ARGB 颜色存储转换成索引下表，来减少文件的大小。ARGB 中，每个通道的存储都需要 8 位，也就是 1 字节，一个 ARGB 存储就需要 4 字节，而索引的存储只需要 1 字节。而索引指向的颜色会存放在一个叫 palette（调色板）的数组里面。优点：减少文件大小 缺点：调色板的大小通常只支持 4,16,256 所以png的颜色不能超过 256个 Color_quantization：通过使用相似颜色来减少图像中使用的颜色种类，再配合调色板，来达到减少图片文件大小的目的，这是一种有损的压缩算法

说完我上述的资源优化后（个人观点），我们简单的分析一下 AAPT2 打包资源的源码思路。（6.0源码）

// Check if image is really grayscale
if (isGrayscale) {
    f (rr != gg || rr != bb) {
        // ==>> Code 1
        isGrayscale = false;
    }
}
// Check if image is really opaque
if (isOpaque) {
    if (aa != 0xff) {
        // ==>> Code 2
        isOpaque = false;
    }
}            
// Check if image is really <= 256 colors
if (isPalette) {
    col = (uint32_t) ((rr << 24) | (gg << 16) | (bb << 8) | aa);
    bool match = false;
    for (idx = 0; idx < num_colors; idx++) {
        if (colors[idx] == col) {
            match = true;
            break;
        }
    }
    if (!match) {
        if (num_colors == 256) {
             // ==>> Code 3
             isPalette = false;
        } else {
             colors[num_colors++] = col;
        }
    }
}              

其实看到源码中部分的判断 已经知道AAPT2 使用的压缩为 Indexed_color 方式，通过判断将 PNG图片分为四种压缩方式

• PNG_COLOR_TYPE_PALETTE

使用调色板模式，最终图片的大小就是 一个像素 1 字节 + 调色板中一个颜色 4 字节

• PNG_COLOR_TYPE_GRAY

灰度模式，这种是最节省的模式，一个像素 1 字节

• PNG_COLOR_TYPE_GRAY_ALPHA

灰度模式，同时存在透明通道，一个像素 2 字节

• PNG_COLOR_TYPE_RGB

RGB 模式，删除了透明通道，一个像素 3 字节

• PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA

ARGB 模式，一个像素 4 字节（没有压缩）

在不损坏图片画质的情况下进行压缩 也算是比较保险的压缩方式，当然也可以使用 第三方的一些压缩方式： pngcrush、pngquant（相对推荐 压缩后的提及其他人测试会更小一点）、tinypng 这里暂时不展开一一说明了。工具用就完了…

Assests 目录优化

1. 对于中文字体文件，字体文件包含了好几千个汉字，但是实际上在App中并不会全部都使用，这时候我们就可以把字体文件进行删减，在Github上面有一个字体提取工具FontZip，删除不用的字体文件
2. 如果Assests下有 mp3、mp4等大的资源，可以再使用到的时候 从服务端下载缓冲下来。如果不联网的话，可以通过7z 、zip 压缩资源到本地，压缩 -> 打包 -> 安装使用 -> 解压缩

libs 目录优化

Android系统现在支持很多种CPU架构（如mips、arm、x86等），市面上主流机型都是arm架构。所以可以有选择地保留某些架构的so，从而降低lib文件夹的大小。一般只保留armeabi或者armeabi-v7a即可。操作也是比较简单，只需要在根目录的build.gradle下配置：

android {
    buildTypes {
        ndk {
            abiFilters "armeabi-v7a"
        }
    }
}

resources.arsc文件压缩

个人感觉这里的优化文件名称压缩 收效甚微。部分数据看下图

如果应用不需要支持多种语言的情况下（只保留zh 国内的文字），我们只需要在build.gralde里面进行如下配置即可完成无用语言资源的删除，这样在打包的时候就会排除私有项目、android系统库和第三方库中非中文的资源文件了，效果还是比较显著的。

android {
    defaultConfig {
        // 只保留中文
        resConfigs "zh"
    }
}

2. AndResGuard：缩小APK大小的工具，他的原理类似Java Proguard，但是只针对资源。他会将原本冗长的资源路径变短，例如将res/drawable/xxxxxxx 变为 r/d/x。在build.gradle文件中进行如下配置:

andResGuard {
    mappingFile = null
    use7zip = true
    useSign = true
    keepRoot = false
    whiteList = [
        //图标
        "R.drawable.icon",
        ...
    ]
    compressFilePattern = [
        "*.png",
        "*.jpg",
        "*.jpeg",
        "*.gif",
        "resources.arsc"
    ]
     sevenzip {
         artifact = 'com.tencent.mm:SevenZip:1.1.9'
    }
}

dex压缩

Dalvik是Android平台运行时的环境，但是Dalvik虚拟不支持直接执行Java的字节码，所以会对编译生成的 .class 文件进行翻译、重构、解释、压缩等处理，这个处理过程是由 dx 进行处理，处理完成后生成的产物会以 .dex 结尾，称为Dex文件。如果单个Dalvik Excutable（DEX）字节码文件内的方法数不可以超过65536个，所以需要DEX分包配置来避免这个限制，使应用能够构建并读取DEX文件。 这里就推荐 官方提供的优化方案：Proguard代码混淆 在build.gradle里面设置minifyEnabled为ture，同时在proguardFiles指向proguard的规则文件即可（如下代码）。

android {
    buildTypes{
        minifyEnabled true
        proguardFiles 'proguard.cfg'
    }
}

最后小编分享一份，我在学习提升时，从网上收集整理了一些 Android 开发相关的学习文档、面试题、Android 核心笔记等等文档，希望能帮助到大家学习提升，如有需要参考的可以直接去我 CodeChina地址：https://codechina.csdn.net/u012165769/Android-T3 访问查阅。