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Android学习系列(31)

 天海544 2014-11-12

    随着工程越来越复杂，项目越来越多，以及平台的迁移(我最近就迁了2回),还有各大市场的发布，自动化编译android项目的需求越来越强烈，后面如果考虑做持续集成的话，会更加强烈。
    经过不断的尝试，在ubuntu环境下，以花界为例，我将一步一步演示如何使用命令行，使用ant编译android项目，打包多渠道APK。
    要点：
    (1). 编译android的命令使用
    (2). ant基本应用
    (3). 多项目如何编译(包含android library)
    (4). 如何多渠道打包
    ps：我将以最原始的方式来实现，而不是使用android自带的ant编译方式，并尽量详细解释，这样有益于我们彻底搞懂android打包的基本原理。

1. Android编译打包的整体过程
    使用ant，ant的参考文档：http://ant./manual/index.html
    首先，假设现在已经有这样的一个项目(多工程的，简单的单工程就更简单了)：

world
├── baseworld                                               //android library，基础类库，共享于其他主应用
├── floworld                                                   //android project，花界应用
├── healthworld                                             //android project，健康视线应用
├── speciality                                                 //android project，其它应用
├── starworld                                                 //android project，其它应用
├── build.xml                                                 //ant编译脚本,可用于整个项目的编译，也可只编译某个工程
├── code_checks.xml
├── kaiyuanxiangmu_world.keystore             //密钥
└── README.md

    一个大的项目world，下面有1个基础Android Library和4个Android Project。我们要做的就是编译这4个人project成对应的一系列各市场APK。
    那么我们在来看看baseworld和floworld的工程结构:
    Android Library,baseworld:

baseworld
├── assets                                                       //assets目录，其中文件可能会被主应用覆盖
├── libs                                                           //存放第三方jar库
├── res                                                            //类库资源，其中文件可能会被主应用覆盖
├── src                                                            //源码，可直接供主应用使用
├── AndroidManifest.xml
├── lint.xml
├── proguard.cfg
├── project.properties
└── README.md

    和Android Project,floworld:

floworld/
├── assets                                                       //assets目录，主应用优先级高
├── build
├── data
├── libs                                                           //存放第三方jar库
├── res                                                            //主应用资源，主应用优先级高
├── src                                                            //源码，可直接供主应用使用
├── AndroidManifest.xml
├── build.xml                                                   //ant编译脚本,可用于整个项目的编译，也可只编译某个工程
├── default.properties
├── lint.xml
├── proguard.cfg
├── project.properties
└── README.md

    结构已经出来了，那么android打包主要是在做什么？
    说白了，先编译java成class，再把class和jar转化成dex，接着打包aaset和res等资源文件为res.zip(以res.zip示例),再把dex和res.zip合并为一个未签名apk，再对它签名，最终是一个带签名的apk文件。
    当然这么说忽略了很多细节。
    下面我把这些步骤用一句话分别列举如下，脑子里先有一个整体的流程，后续再结合ant详细展开：
    (1). 生成用于主应用的R.java;
    (2). 生成用于库应用的R.java(如果有库应用);
    (3). 编译所有java文件为class文件;
    (4). 打包class文件和jar包为classes.dex;
    (5). 打包assets和res资源为资源压缩包(如res.zip，名字可以自己定义);
    (6). 组合classes.dex和res.zip生成未签名的APK;
    (7). 生成有签名的APK;
    针对多项目同步发布和多渠道打包问题，我们需要额外增加三个处理:
    (1). 各个工程下建立一个build.xml，然后在整个项目的根目录下建立一个build.xml，用于统一编译各个工程的;
    (2). 各个工程的build.xml，通过传入市场ID和应用Version参数生成对应的版本
    (3). 针对(1),(2)问题，建立一个批处理支持一键生成所有版本
    大概流程即是如此。

2. 建立各个工程的ant脚本文件build.xml(位置:floworld/build.xml)
    因为需要创建一些基本的文件目录和清理上次生成的文件，所以我们简单的定义一下几个目标吧：init,main,clean。
    代码模板如下:

<project default="main" basedir=".">
     <!-- 初始化：创建目录，清理目录等 -->
     <target name="init">
           <echo>start initing ... </echo> 
           <!-- ... ... --> 
           <echo>finish initing. </echo>
     </target>
     <!-- 打包过程,默认值 -->
     <target name="main" depends="init">
     </target>
     <!-- 清理不需要的生成文件等-->
     <target name="clean">
     </target>
</project>

3. 初始化
    在正式打包之前，有必要说明一下可能需要用到的初始化变量和操作。
    前面已经讲述了打包的大概流程，现在，第一, 打包需要你使用哪个版本android.jar; 第二, 生成的R文件放到gen目录下; 第三, 生成的classes文件放到bin目录下; 第四, 生成的打包文件放到out目录下; 第五, 生成的各市场版本放到build目录下。目录完全可以自定义。
    所以，如下的初始化必须先要做好，不然后面会提示找不到目录:

<project default="main" basedir=".">
    <!-- 这个是android.jar路径，具体情况具体配置 -->
    <property name="android-jar" value="/usr/lib/android-sdk/platforms/android-10/android.jar" />
    <!-- 用于生成多渠道版本的APK文件名，提供了默认值，后面会讲到 -->
    <property name="apk-name" value="product" />
    <property name="apk-version" value="latest" />
    <property name="apk-market" value="dev" />
    <target name="init">
        <echo>start initing ... </echo>
        <mkdir dir="out" />
        <delete>
            <fileset dir="out"></fileset>
        </delete>
        <mkdir dir="gen" />
        <delete>
            <fileset dir="gen"></fileset>
        </delete>
        <mkdir dir="bin/classes" />
        <delete>
            <fileset dir="bin/classes"></fileset>
        </delete>
        <!-- ${apk-version}表示版本，后面会详细讲到 -->
        <mkdir dir="build/${apk-version}" />
        <echo>finish initing. </echo>
    </target>
     ... ...
</project>

4. 生成R.java
    Android Library和Android Project应用的R.java是来自不同的package的。比如：
    (1). baseworld中导入的包是import com.tianxia.lib.baseworld.R;
    (2). floworld中导入的包是import com.tianxia.lib.baseworld.R;
    但是他们最终是调用统一的资源，所以这两个R.java文件必须一致。
    下面是主应用的R.java的生成脚本：

        <echo>generating R.java for project to dir gen (using aapt) ... </echo>
        <exec executable="aapt">
            <arg value="package" /> <!-- package表示打包-->
            <arg value="-m" /> <!--m,J,gen表示创建包名的目录和R.java到gen目录下 -->
            <arg value="-J" />
            <arg value="gen" />
            <arg value="-M" /> <!-- M指定AndroidManifest.xml文件-->
            <arg value="AndroidManifest.xml" />
            <arg value="-S" /> <!-- S指定res目录，生成对应的ID，可多个-->
            <arg value="res" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="../baseworld/res" /><!-- 注意点:同时需要调用Library的res-->
            <arg value="-I" /> <!-- I指定android包的位置-->
            <arg value="${android-jar}" />
            <arg value="--auto-add-overlay" /> <!-- 这个重要，覆盖资源，不然报错-->
        </exec>

    注意res和../baseworld/res两个顺序不能搞反，写在前面具有高优先级，我们当然优先使用主应用的资源了，这样就能正确覆盖库应用的资源，实现重写。
    库应用的R.java的生成脚本差不多，区别是指定库应用的AndroidManifest.xml，以用于生成的是不同的包和目录。
    另外，aapt的使用中特别说明了，为了库应用的资源更好的可重用，库应用生成的R.java字段不需要修饰为final,加上参数--non-constant-id即可。

        <echo>generating R.java for library to dir gen (using aapt) ... </echo>
        <exec executable="aapt">
            <arg value="package" />
            <arg value="-m" />
            <arg value="--non-constant-id" /> <!-- 加了这个参数-->
            <arg value="--auto-add-overlay" />
            <arg value="-J" />
            <arg value="gen" />
            <arg value="-M" />
            <arg value="../baseworld/AndroidManifest.xml" /> <!-- 库应用的manifest-->
            <arg value="-S" />
            <arg value="res" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="../baseworld/res" />
            <arg value="-I" />
            <arg value="${android-jar}" />
        </exec>

    这样的话就可以生成2个正确的R.java文件了(如果你引用了两个库，则需要生成3个R.java，以此类推)。
    结果如下:

gen
└── com
    └── tianxia
        ├── app
        │   └── floworld
        │       └── R.java
        └── lib
            └── baseworld
                └── R.java

5. 编译java文件为class文件
    使用javac命令把src目录,baseworld/src目录,gen/*/R.java这些java编译成class文件：
    命令原型是：

//示例
javac -bootclasspath <android.jar> -s <src> -s <src> -s <gen> -d bin/classes *.jar

    转化成ant脚本为:

        <!-- 第三方jar包需要引用，用于辅助编译 -->
        <path id="project.libs">
            <fileset dir="libs">
                <include name="*.jar" />
            </fileset>
        </path>
        <echo>compiling java files to class files (include R.java, library and the third-party jars) ... </echo>
        <!-- 生成的class文件全部保存到bin/classes目录下 -->
        <javac destdir="bin/classes" bootclasspath="${android-jar}">
            <src path="../baseworld/src" />
            <src path="src" />
            <src path="gen" />
            <classpath refid="project.libs" />
        </javac>

6. 打包class文件为classes.dex
    这步简单，用dx命令把上步生成的classes和第三方jar包打包成一个classes.dex。
    命令原型是:

//示例
//后面可以接任意个第三方jar路径
dx --dex --output=out/classes.dex bin/classes libs/1.jar libs/2.jar

　　转化成ant脚本为:

        <echo>packaging class files (include the third-party jars) to calsses.dex ... </echo>
        <exec executable="dx">
            <arg value="--dex" />
            <arg value="--output=out/classes.dex" /><!-- 输出 -->
            <arg value="bin/classes" /> <!-- classes文件位置 -->
            <arg value="libs" /> <!-- 把libs下所有jar打包 -->
        </exec>

7. 打包res，assets为资源压缩包(暂且命名为res.zip)
    还是使用aapt命令，如生成R.java最大的不同是参数-F,意思是生成res.zip文件。
    命令原型和ant脚本差不多:

        <echo>packaging resource (include res, assets, AndroidManifest.xml, etc.) to res.zip ... </echo>
        <exec executable="aapt">
            <arg value="package" />
            <arg value="-f" /> <!-- 资源覆盖重写 -->
            <arg value="-M" />
            <arg value="AndroidManifest.xml" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="res" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="../baseworld/res" />
            <arg value="-A" /> <!-- 与R.java不同，需要asset目录也打包 -->
            <arg value="assets" />
            <arg value="-I" />
            <arg value="${android-jar}" />
            <arg value="-F" /> <!-- 输出资源压缩包 -->
            <arg value="out/res.zip" />
            <arg value="--auto-add-overlay" />
        </exec>

8. 使用apkbuilder命令组合classes.dex，res.zip和AndroidManifest.xml为未签名的apk
    apkbuilder命令能把class类，资源等文件打包成一个未签名的apk，原型命令和ant脚本类似:

        <echo>building unsigned.apk ... </echo>
        <exec executable="apkbuilder">
            <arg value="out/unsigned.apk" /> <!-- 输出 -->
            <arg value="-u" /> <!-- u指创建未签名的包--> 
            <arg value="-z" /> <!-- 资源压缩包 -->
            <arg value="out/res.zip" />
            <arg value="-f" /> <!-- dex文件 -->
            <arg value="out/classes.dex" />
        </exec>

　　这个命令比较简单。

9. 签名未签名的apk
    使用jarsigner命令对上步中产生的apk签名。这是个传统的java命令，非android专用。
    原型命令和ant脚本差不多:

        <!-- 生成apk文件到build目录下 -->
        <!-- 其中${apk-version/name/market}用户多渠道打包，后面会讲到 -->
        <echo>signing the unsigned apk to final product apk ... </echo>
        <exec executable="jarsigner">
            <arg value="-keystore" />
            <arg value="../xxx.keystore" />
            <arg value="-storepass" />
            <arg value="xxx" />  <-- 验证密钥完整性的口令，创建时建立的 -->
            <arg value="-keypass" />
            <arg value="xxx" /> <-- 专用密钥的口令，就是key密码 -->
            <arg value="-signedjar" />
            <arg value="build/${apk-version}/${apk-name}_${apk-version}_${apk-market}.apk" /> <!-- 输出 -->
            <arg value="out/unsigned.apk" /> <!-- 未签名的apk -->
            <arg value="xxx" /> <!-- 别名,创建时建立的 -->
        </exec>

    至此，完整具有打包功能了，最后的build.xml为：

<project default="main" basedir=".">

    <property name="apk-name" value="product" />
    <property name="apk-version" value="latest" />
    <property name="apk-market" value="dev" />

    <property name="android-jar" value="/usr/lib/android-sdk/platforms/android-10/android.jar" />

    <target name="init">
        <echo>start initing ... </echo>

        <mkdir dir="out" />
        <delete>
            <fileset dir="out"></fileset>
        </delete>
        
        <mkdir dir="gen" />
        <delete>
            <fileset dir="gen"></fileset>
        </delete>
        
        <mkdir dir="bin/classes" />
        <delete>
            <fileset dir="bin/classes"></fileset>
        </delete>
        
        <mkdir dir="build/${apk-version}" />

        <echo>finish initing. </echo>
    </target>

    <target name="main" depends="init">
        <echo>generating R.java for project to dir gen (using aapt) ... </echo>
        <exec executable="aapt">
            <arg value="package" />
            <arg value="-m" />
            <arg value="-J" />
            <arg value="gen" />
            <arg value="-M" />
            <arg value="AndroidManifest.xml" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="res" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="../baseworld/res" />
            <arg value="-I" />
            <arg value="${android-jar}" />
            <arg value="--auto-add-overlay" />
        </exec>

        <echo>generating R.java for library to dir gen (using aapt) ... </echo>
        <exec executable="aapt">
            <arg value="package" />
            <arg value="-m" />
            <arg value="--non-constant-id" />
            <arg value="--auto-add-overlay" />
            <arg value="-J" />
            <arg value="gen" />
            <arg value="-M" />
            <arg value="../baseworld/AndroidManifest.xml" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="res" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="../baseworld/res" />
            <arg value="-I" />
            <arg value="${android-jar}" />
        </exec>

        <path id="project.libs">
            <fileset dir="libs">
                <include name="*.jar" />
            </fileset>
        </path>
        <echo>compiling java files to class files (include R.java, library and the third-party jars) ... </echo>
        <javac destdir="bin/classes" bootclasspath="${android-jar}">
            <src path="../baseworld/src" />
            <src path="src" />
            <src path="gen" />
            <classpath refid="project.libs" />
        </javac>

        <echo>packaging class files (include the third-party jars) to calsses.dex ... </echo>
        <exec executable="dx">
            <arg value="--dex" />
            <arg value="--output=out/classes.dex" />
            <arg value="bin/classes" />
            <arg value="libs" />
        </exec>

        <echo>packaging resource (include res, assets, AndroidManifest.xml, etc.) to res.zip ... </echo>
        <exec executable="aapt">
            <arg value="package" />
            <arg value="-f" />
            <arg value="-M" />
            <arg value="AndroidManifest.xml" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="res" />
            <arg value="-S" />
            <arg value="../baseworld/res" />
            <arg value="-A" />
            <arg value="assets" />
            <arg value="-I" />
            <arg value="${android-jar}" />
            <arg value="-F" />
            <arg value="out/res.zip" />
            <arg value="--auto-add-overlay" />
        </exec>

        <echo>building unsigned.apk ... </echo>
        <exec executable="apkbuilder">
            <arg value="out/unsigned.apk" />
            <arg value="-u" />
            <arg value="-z" />
            <arg value="out/res.zip" />
            <arg value="-f" />
            <arg value="out/classes.dex" />
        </exec>

        <echo>signing the unsigned apk to final product apk ... </echo>
        <exec executable="jarsigner">
            <arg value="-keystore" />
            <arg value="xxx.keystore" />
            <arg value="-storepass" />
            <arg value="xxxx" />
            <arg value="-keypass" />
            <arg value="xxx" />
            <arg value="-signedjar" />
            <arg value="build/${apk-version}/${apk-name}_${apk-version}_${apk-market}.apk" />
            <arg value="out/unsigned.apk" />
            <arg value="xxx" />
        </exec>

        <echo>done.</echo>
    </target>
</project>

　　在工程目录下运行ant:

$ant
Buildfile: build.xml

init:
     [echo] start initing ... 
    [mkdir] Created dir: /home/openproject/world/floworld/build/latest
     [echo] finish initing. 

main:
     [echo] generating R.java for project to dir gen (using aapt) ... 
     [echo] generating R.java for library to dir gen (using aapt) ... 
     [echo] compiling java files to class files (include R.java, library and the third-party jars) ... 
    [javac] Compiling 75 source files to /home/openproject/world/floworld/bin/classes
    [javac] 注意：某些输入文件使用或覆盖了已过时的 API。
    [javac] 注意：要了解详细信息，请使用 -Xlint:deprecation 重新编译。
     [echo] packaging class files (include the third-party jars) to calsses.dex ... 
     [echo] packaging resource (include res, assets, AndroidManifest.xml, etc.) to res.zip ... 
     [echo] building unsigned.apk ... 
     [exec] 
     [exec] THIS TOOL IS DEPRECATED. See --help for more information.
     [exec] 
     [echo] signing the unsigned apk to final product apk ... 
     [echo] done.

BUILD SUCCESSFUL
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    成功的在build/latest目录下生成一个product_latest_dev.apk，这就是默认的生成的最终的APK，可以导入到手机上运行。

10. 多渠道打包
    目前主流的多渠道打包方法是在AndroidManifest.xml中的Application下添加一个渠道元数据节点。
    比如，我使用的是友盟统计，它配置AndroidManifest.XML添加下面代码：

<application ……>
    <meta-data android:value="Channel ID" android:name="UMENG_CHANNEL"/>
    <activity ……/>
</application>

　 通过修改不同的Channel ID值，标识不同的渠道，有米广告提供了一个不错的渠道列表:http://wiki./PromotionChannelIDs.
    实现多渠道自动打包，就是实现自动化过程中替换Channel ID，然后编译打包。
    这个替换需要用到正则表达式实现。
    ant中提供的replace方法，功能太简单了，replaceregrex又需要添加另外的jar包，而且我们后面我们实现ant传参需要写另外的linux shell脚本，所以我干脆使用我熟悉的sed-i命令来实现替换。
    替换命令:

#-i 表示直接修改文件
#$market是Channel ID, 后面会讲到，是来自循环一个数组
#\1,\3分别表示前面的第1，3个括号的内容，这样写很简洁
sed -i "s/\(android:value=\)\"\(.*\)\"\( android:name=\"UMENG_CHANNEL\"\)/\1\"$market\"\3/g" AndroidManifest.xml

    渠道修改的问题解决了。
    还记得前面定义的${apk-version},${apk-name},${apk-market}吗？
    ant提供了额外的参数形式可以修改build.xml中定义的属性的值：ant -Dapk-version=1.0，则会修改${apk-version}值为1.0，而不是latest了，其他属性类似。
    所以，在工程下面这条命令会生成:

#结合前面讲打build.xml
#会在build/1.0/目录下生成floworld_1.0_appchina.apk
ant -Dapk-name=floworld -Dapk-version=1.0 -Dapk-market=appchina

    命令问题通过ant的参数传值也解决了。
    现在需要的是批量生产N个市场的版本，既替换AndroidManifest.xml，又生成对应的apk文件，我结合上面说的亮点，写了一个shell脚本(位置:world/floworld/build.sh):

#定义市场列表，以空格分割
markets="dev appchina gfan"
#循环市场列表，分别传值给各个脚本
for market in $markets
do
    echo packaging floworld_1.0_$market.apk ...
    #替换AndroidManifest.xml中Channel值(针对友盟,其他同理)
    sed -i "s/\(android:value=\)\"\(.*\)\"\( android:name=\"UMENG_CHANNEL\"\)/\1\"$market\"\3/g" AndroidManifest.xml
    #编译对应的版本
    ant -Dapk-name=floworld -Dapk-version=1.0 -Dapk-market=$market
done

    好的，在工程目录下执行build.sh:

# ./build.sh 
packaging floworld_1.0_dev.apk ...
Buildfile: build.xml
... ...
packaging floworld_1.0_appchina.apk ...
Buildfile: build.xml
... ...
packaging floworld_1.0_gfan.apk ...
Buildfile: build.xml
... ...

　　在build下生成了对应的apk文件:

build
├── 1.0
│   ├── floworld_1.0_appchina.apk
│   ├── floworld_1.0_dev.apk
│   └── floworld_1.0_gfan.apk
└── README.md

　　成功生成!

11. 工程脚本的执行目录问题
    上面的脚本执行之后的确很cool，但是有一个问题，我必须在build.sh目录下执行，才能正确编译，这个和build.xml中定义的相对路径有关。
    我们必须在任何目录执行工程目录下的build.sh都不能出错，改进build.sh为如下:

#!/bin/bash
#添加如下两行简单的代码
#1. 获取build.sh文件所在的目录
#2. 进入该build.sh所在目录，这样执行起来就没有问题了
basedir=$(cd "$(dirname "$0")";pwd)
cd $basedir

markets="dev appchina gfan"
for market in $markets
do
    echo packaging floworld_1.0_$market.apk ...
    sed -i "s/\(android:value=\)\"\(.*\)\"\( android:name=\"UMENG_CHANNEL\"\)/\1\"$market\"\3/g" AndroidManifest.xml
    ant -Dapk-name=floworld -Dapk-version=1.0 -Dapk-market=$market
done

    现在你在项目根目录下执行也没有问题:./floworld/build.sh，不会出现路径不对，找不到文件的错误了。

12. 建立整个项目的自动化编译脚本(位置:world/build.sh)
   单个工程的自动化打包没有问题了，但是一个项目下有N个工程，他们往往需要同步发布(或者daily build也需要同步编译)，所以有必要建立一个项目级别的编译脚本:
   build.sh(项目根目录下，位置:/world/build.sh)
   最简单的傻瓜式的做法就是，遍历项目下的工程目录，如果包含工程编译的build.sh,则编译该工程.
   shell脚本如下:

#!/bin/bash
#确保进入项目跟目录
basedir=$(cd "$(dirname "$0")";pwd)
cd $basedir
#遍历项目下各工程目录
for file in ./*
do
if test -d $file
then
    #进入工程目录
    cd $basedir/$file
    #查找该工程目录下是否存在编译脚本build.sh
    if test -f build.sh
    then
        echo found build.sh in project $file.
        echo start building project $file ...
        ./build.sh
    fi
    #重要，退出工程目录到项目根目录下
    cd $basedir
fi
done

　　执行该脚本:

# ./build.sh 
found build.sh in project ./floworld.
start building project ./floworld ...
packaging floworld_1.0_dev.apk ...
Buildfile: build.xml
...
...

found build.sh in project ./healthworld.
start building project ./healthworld ...
Buildfile: build.xml
...

    成功自动寻找，并编译打包。

13. 其他细节
    为了尽量详细，我一再解说，但是还有一些细节未包括其中，如编译后清理clean目标，apk对齐优化，java代码混淆等，请参考其他资料，在此省略。
    另外，我反编译生成的apk，查看Androidmanifest.xml均正确对应，验证通过。

14. 小结
    自动化编译多渠道打包这个功能是Android产品发布的重要环节，能大大节省人力和出错的概率。
    最近写博客的步伐慢了下来了，我决定加大力度，多写几篇。
    其实早就想做这一块的内容了，一直不得空，或者说心里不得空，前几天刚完全格式化硬盘迁移到ubuntu(抛弃了双系统), 最近又开始着手准备一套《使用vim开发android》视频教程，人又不能太过于沉溺于舒适区域，我决定逼迫一下自己，终于逼出了这篇文章。
    真是不容易，今天好热啊，火，你就是火，到处都是火 ... ...
    本人项目中的具体应用示例:https://github.com/openproject/world

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    来自： 天海544 > 《android 打包》

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