AGP 升级问题续集来了，不看血亏，真是骚，你真的了解 R 的
背景
上一篇文章《记录一次 AGP 调研过程中的思考，我从一个事故搞出了一个故事！》发布后有很多小伙伴表示看不懂，本来不想写这篇的，但是恰巧最近大组有同事在做另一个技术需求时他的 R 也炸了，只是他炸的是 javac 阶段，我上篇分析的场景是 ASM 生成字节码阶段，所以我让他将他的R.java文件发我，我尝试编译并与我的字节码做对比发现了一点我以前没意识到的点，所以自己觉得上篇博文还是不够深入，AGP 升级的 R 问题还能继续挖坟考古，所以想来个续集。鉴于有人上篇没看懂，这篇就循序渐进的图文并茂下。所以接下来你先看到的都是案例说明，真正的问题和分析将会在后面统一展开；文章很长但很全面，如果你对前面案例说明不感兴趣，可以直接到后面看分析结论。
这里先提前声明下，下文讨论的变更到底是 AGP 哪个版本开始其实是没有啥意义的，所以我们会选择三个特定版本对比（为什么选这三个版本？因为我同事就是这里最低版本遇到的问题，我是在最高版本炸裂的，我们还有个中间版本，所以就这三了），除非你要兼容 hook AGP，否则只用拿当前最新版本和以前版本做差异分析搞懂原理本质就行，也不要纠结不同版本 AGP 的 task 差异，不要纠结和自己需要深入探寻问题不是很相关的点。将军赶路，不追小兔。
为了方便说明，这里交代下项目情况，我们新建了一个叫做 TestR 的 project，gradle 版本为 6.5，buildToolsVersion 均为 30.0.2，其中的主 module 为 app，app 依赖一个名为 libR 的 android 子 module，两个 module 的 gradle 依赖中均无任何依赖（包括 androidx 等），只有这样生成的 R 才是最原始干净的（否则会多出很多依赖的 R，影响我们主线分析）。主 module 及子 module 均以 java8 编译：
compileOptions {
sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
targetCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
}
复制代码
命令行反编译 class 的 javap 版本及 JDK 版本如下：
yandeMacBook-Pro:libr yan$ java -version
java version "1.8.0_191"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_191-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.191-b12, mixed mode)
yandeMacBook-Pro:libr yan$ javap -version
1.8.0_191
复制代码
下面分析全部采用控制变量法，所有环境一致，仅变更 AGP 版本号。
AGP4.1.0 版本的 R（当前最新）
gradle 构建脚本版本如下：
// Top-level build file where you can add configuration options common to all sub-projects/modules.
buildscript {
......
dependencies {
classpath "com.android.tools.build:gradle:4.1.0"
}
}
复制代码
libR 子 module 的产物分析
如下是编译后子 module 的产物结构图解：
可以看到，上面 libR 模块中的R.jar里面的R.class内容如下：
//与以前 R.java 的区别
//可以看到子 module 的 R 在子 module 中间产物的类属性都是非 final 且没有初始值的
package cn.yan.libr;
public final class R {
private R() {
}
public static final class id {
public static int test_layout; //只有定义，没再随机赋值了，依旧保持非 final
private id() {
}
}
......
public static final class string {
public static int lib_test_string;
private string() {
}
}
}
复制代码
app 主 module 的产物分析
接着我们再来看看 app 主模块下的情况，编译后主 module 的产物结构图解：
上图中先看看build/intermediates/compile_and_runtime_not_namespaced_r_class_jar/debug/cn/yan/libr/R.class下的 libR 的 final R class，如下：
//已知结论
//相对 lib module 下的中间产物来说，这里 lib 的 R 已经变为 final 了，且给了明确的赋值
package cn.yan.libr;
public final class R {
private R() {
}
public static final class id {
public static final int test_layout = 2130837504; //已赋值具体值
private id() {
}
}
......
public static final class string {
public static final int lib_test_string = 2131099649;
private string() {
}
}
}
复制代码
然后再来看看build/intermediates/compile_and_runtime_not_namespaced_r_class_jar/debug/cn/yan/testr/R.class下 app 的 final R class，如下：
//已知结论
//这里主 module 的 R 也是 final 且有明确值，此外已经合并了子 module 下的 R 属性到这个类
package cn.yan.testr;
public final class R {
private R() {
}
//来自子模块cn.yan.libr.R$id.class下的属性
public static final class id {
public static final int test_layout = 2130837504;
private id() {
}
}
......
//主module和子module的各自属性合并
public static final class string {
public static final int app_name = 2131099648;
public static final int lib_test_string = 2131099649;
private string() {
}
}
}
复制代码
AGP3.5.0 版本的 R
gradle 构建脚本版本如下：
// Top-level build file where you can add configuration options common to all sub-projects/modules.
buildscript {
......
dependencies {
classpath "com.android.tools.build:gradle:3.5.0"
}
}
复制代码
libR 子 module 的产物分析
如下是编译后子 module 的产物结构图解：
可以看到，上面 libR 模块中的R.jar里面的R.class内容如下：
package cn.yan.libr;
public final class R {
private R() {
}
public static final class id {
public static int test_layout;
private id() {
}
}
......
public static final class string {
public static int lib_test_string;
private string() {
}
}
}
复制代码
app 主 module 的产物分析
接着我们再来看看 app 主模块下的情况，编译后主 module 的产物结构图解：
我们可以看到，他与上面 AGP4.1.0 版本最大的区别就是 app module 的构建产物不一样，AGP3.5.0 版本会先生成build/generated/not_namespaced_r_class_sources/debug/r/cn/yan/libr/R.java和build/generated/not_namespaced_r_class_sources/debug/r/cn/yan/testr/R.java两个源码 java 文件，其中都是 final static 且具有明确值的；接着对他们通过 javac 编译生成了build/intermediates/javac/debug/classes/cn/yan/libr/R.class和build/intermediates/javac/debug/classes/cn/yan/testr/R.class两个 class 文件，记住，这里 class 是 javac 生成的。
上图中先看看build/intermediates/javac/debug/classes/cn/yan/libr/R.class下的 libR 的 final R class，如下：
package cn.yan.libr;
public final class R {
private R() {
}
public static final class string {
public static final int lib_test_string = 2131099649;
private string() {
}
}
......
public static final class id {
public static final int test_layout = 2130837504;
private id() {
}
}
}
复制代码
然后再来看看build/intermediates/javac/debug/classes/cn/yan/testr/R.class下 app 的 final R class，如下：
package cn.yan.testr;
public final class R {
public R() {
}
//主module和子module合并属性
public static final class string {
public static final int app_name = 2131099648;
public static final int lib_test_string = 2131099649;
public string() {
}
}
......
public static final class id {
public static final int test_layout = 2130837504;
public id() {
}
}
}
复制代码
AGP3.1.2 版本的 R
gradle 构建脚本版本如下：
// Top-level build file where you can add configuration options common to all sub-projects/modules.
buildscript {
......
dependencies {
classpath "com.android.tools.build:gradle:3.1.2"
}
}
复制代码
libR 子 module 的产物分析
如下是编译后子 module 的产物结构图解：
可以看到，上面 libR 模块中的build/intermediates/classes/debug/cn/yan/libr/R.class内容如下：
package cn.yan.libr;
public final class R {
public R() {
}
public static final class string {
public static int lib_test_string = 2132082689;
public string() {
}
}
......
public static final class id {
public static int test_layout = 2131492865;
public id() {
}
}
}
复制代码
app 主 module 的产物分析
接着我们再来看看 app 主模块下的情况，编译后主 module 的产物结构图解：
我们可以看到，他与上面 AGP3.5.0 版本最大的区别就是 libR module 的构建产物不一样，AGP3.1.2 版本会在子 module 中先生成build/generated/source/r/debug/cn/yan/libr/R.java源码 java 文件，其中都是非 final 且具有明确值的；接着对他们通过 javac 编译生成了build/intermediates/classes/debug/cn/yan/libr/R.class class 文件，记住，这里子 module 的 class 也是 javac 生成的。其他其实和 AGP 3.5.0 没区别，所以不再给出主 module 的 class 文件。
看懂了吗？到此其实所有东西都没超出我们做 android 以来的认知，这里贴出来只是为了有人说看不懂之前那篇《记录一次 AGP 调研过程中的思考，我从一个事故搞出了一个故事！》文章而已，同时到这里也图文并茂的解释了我github.com/yanbober/ap…的原理。
不同版本 AGP 的 R 特点是什么？
通过上面三个版本的 AGP 产物对比可以看到，google 对于 R 构建问题一直在改进，且确实到最新版本也有一定提升。此外也应证了大家平时写代码时的一个疑问，那就是为什么我们在 libR 模块中通过 R 访问资源 test_layout 时导入的 package 都是cn.yan.libr.R，而在主 module app 中通过 R 访问子 module 资源 test_layout 时导入的 package 是cn.yan.testr.R，两种方式都访问到了子 module 的 id 为 test_layout 的资源，这就是因为主 module 会对子 module 的 R 归并与追加合并机制。往古老了说就是我上一篇最后提到的，很久以前 google 对子模块的 R 也是 static final 的，也说明了 google 一直在改进，但是 R 依旧棘手。
基于上面三个版本的分析，我们可以得出如下表结论，细节其实自己可以去看 AGP 源码，这里就不展开了，我为了偷懒直接通过调用栈来看的，本质一样。下表可以看出 google 的动作（由于本文主线是差异分析，所以不对主 module 覆盖子 module R 特性做说明，也不对R.txt清单做说明）：
| AGP 版本 | 子 module R 特点 | 主 module R 特点 |
|---|---|---|
| 4.1.0 | 直接在自己模块下通过 ASM 生成属性都是非 final 且无具体初值的 build/intermediates/compile_r_class_jar/debug/R.jar 包，没有源码和 javac 过程。 | 直接在主module下通过 ASM 一次生成子模块属性都是 final 且有具体初值及合并合并的属性都是 final 且有具体初值的归并产物build/intermediates/compile_and_runtime_not_namespaced_r_class_jar/debug/R.jar，没有源码和 javac 过程。 |
| 3.5.0 | 直接在自己模块下通过 ASM 生成属性都是非 final 且无具体初值的 build/intermediates/compile_only_not_namespaced_r_class_jar/debug/R.jar 包，没有源码和 javac 过程。 | 先在主module生成子模块属性都是 final 且有具体初值的 build/generated/not_namespaced_r_class_sources/debug/r/cn/yan/libr/R.java，再生成合并的属性都是 final 且有具体初值的 build/generated/not_namespaced_r_class_sources/debug/r/cn/yan/testr/R.java，接着 javac 编译生成 build/intermediates/javac/debug/classes/cn/yan/libr/R.class和build/intermediates/javac/debug/classes/cn/yan/testr/R.class并参与打包。 |
| 3.1.2 | 先在自己模块生成属性都是非 final 且有具体初值的 build/generated/source/r/debug/cn/yan/libr/R.java，接着 javac 编译生成build/intermediates/classes/debug/cn/yan/libr/R.class。 | 先在主module生成子模块属性都是 final 且有具体初值的 build/generated/source/r/debug/cn/yan/libr/R.java，再生成合并的属性都是 final 且有具体初值的 build/generated/source/r/debug/cn/yan/testr/R.java，接着 javac 编译生成build/intermediates/classes/debug/cn/yan/libr/R.class和build/intermediates/classes/debug/cn/yan/testr/R.class并参与打包。 |
通过上面表格搭配前面的案例截图，你基本上就能感受到几个主要版本 AGP 对于 R 的一些小动作了。可以看到，随着 AGP 的升级，R 的效率越来越高，我是这么看待的：
- 3.1.2 版本主、子模块都要先生成
R.java，且主、子的 R 类成员属性无论 final 还是非 final 都具有明确的初值，然后通过 javac 编译生成对应 class。 - 进化到 3.5.0 版本，子模块不再需要
R.java，一步生成了R.jar，且子模块的 R 成员属性都是非 final 且变为没有明确初值了。这看起来很小的一步改进，其实提升了一点编译速度和优化了一些问题，反正都是生成文件，原来生成 java 再生成 class，现在 ASM 一步到位 class。 - 再进化到 4.1.0 版本，主子模块都不再生成
R.java，除了具备 3.5.0 的优点外还对主 module 也进行了提升。
可以看到，上面这样的提升其实是值得的，因为我们都知道，子模块的R.java或者R.class其实最终都是没用的，某种程度可以理解成仅仅为了编译通过而已（无论是直接编译成 aar 或者 module 依赖），不会进行最终打包；只有在最后依靠主 module 生成 apk 时才重新生成参与打包的真正 static final 且具备初值的子 module R class 及合并后的主 module R class，所以官方的优化其实对于大型项目来说是有好处的。
不同版本 AGP 的 R class 字节码特点？
好了，从这里我们就要开始上次文章的续集了，也即本文背景信息中说的问题，同事用低版本 AGP 在 javac 时提示 R 炸了，我用高版本 AGP 在 ASM 时提示 R 炸了。
先说下，下面的 class 字节码分析重点依旧关注的是常量池（Constant pool），注意，下文中提到的常量池占用大小并非真的大小，均以 javap 反编译的编号个数为对比维度，依旧秉承将军赶路不追小兔的原则。
AGP4.1.0 的 R 字节码
反编译子模块产物中 ASM 生成的R.jar中非 final 且属性成员无明确初值的R$id.class为例（其他 R class 雷同）：
yandeMacBook-Pro:libr yan$ javap -v R\$id.class
Classfile /Users/yan/work/tmp/TestR/libR/build/intermediates/compile_r_class_jar/debug/cn/yan/libr/R$id.class
Last modified 1981-1-1; size 241 bytes
MD5 checksum 2f897e4e6d3128fb19074d53825f5711
public final class cn.yan.libr.R$id
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER
//重点！！！class的常量池，这里总共占用#17个
Constant pool:
#1 = Utf8 cn/yan/libr/R$id
#2 = Class #1 // cn/yan/libr/R$id
#3 = Utf8 java/lang/Object
#4 = Class #3 // java/lang/Object
#5 = Utf8 cn/yan/libr/R
#6 = Class #5 // cn/yan/libr/R
#7 = Utf8 id
#8 = Utf8 test_layout
#9 = Utf8 I
#10 = Integer 0
#11 = Utf8 <init>
#12 = Utf8 ()V
#13 = NameAndType #11:#12 // "<init>":()V
#14 = Methodref #4.#13 // java/lang/Object."<init>":()V
#15 = Utf8 ConstantValue
#16 = Utf8 Code
#17 = Utf8 InnerClasses
{
public static int test_layout;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
ConstantValue: int 0
}
InnerClasses:
public static final #7= #2 of #6; //id=class cn/yan/libr/R$id of class cn/yan/libr/R
复制代码
反编译主模块产物中 ASM 生成的R.jar中依赖的子模块自己的属性成员 final 且有明确初值的R$id.class为例（其他 R class 雷同）：
yandeMacBook-Pro:libr yan$ javap -v R\$id.class
Classfile /Users/yan/work/tmp/TestR/app/build/intermediates/compile_and_runtime_not_namespaced_r_class_jar/debug/cn/yan/libr/R$id.class
Last modified 1981-1-1; size 241 bytes
MD5 checksum 42e85bbb5479d39b2b093131204f367b
public final class cn.yan.libr.R$id
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER
//重点！！！class的常量池，这里总共占用#17个
Constant pool:
#1 = Utf8 cn/yan/libr/R$id
#2 = Class #1 // cn/yan/libr/R$id
#3 = Utf8 java/lang/Object
#4 = Class #3 // java/lang/Object
#5 = Utf8 cn/yan/libr/R
#6 = Class #5 // cn/yan/libr/R
#7 = Utf8 id
#8 = Utf8 test_layout
#9 = Utf8 I
#10 = Integer 2130837504
#11 = Utf8 <init>
#12 = Utf8 ()V
#13 = NameAndType #11:#12 // "<init>":()V
#14 = Methodref #4.#13 // java/lang/Object."<init>":()V
#15 = Utf8 ConstantValue
#16 = Utf8 Code
#17 = Utf8 InnerClasses
{
public static final int test_layout;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
ConstantValue: int 2130837504
}
InnerClasses:
public static final #7= #2 of #6; //id=class cn/yan/libr/R$id of class cn/yan/libr/R
复制代码
反编译主模块产物中 ASM 生成的R.jar中主模块自己合并的属性成员 final 且有明确初值的R$id.class也是 17，与上面一样，所以不再给出。
可以看到，由于我们 demo 中主 module 无额外的 id 资源，所以子 module 里通过 ASM 生成的 R$id.class 的 class 常量池占用个数为 17，主 module 里也是 17。
AGP3.5.0 的 R 字节码
反编译子模块产物中 ASM 生成的R.jar中非 final 且属性成员无明确初值的R$id.class为例（其他 R class 雷同）：
yandeMacBook-Pro:libr yan$ javap -v R\$id.class
Classfile /Users/yan/work/tmp/TestR/libR/build/intermediates/compile_only_not_namespaced_r_class_jar/debug/cn/yan/libr/R$id.class
Last modified 2020-11-8; size 241 bytes
MD5 checksum 4b6b893cff236cdc445f392e0ce41a2b
public final class cn.yan.libr.R$id
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER
//重点！！！class的常量池，这里总共占用#17个
Constant pool:
#1 = Utf8 cn/yan/libr/R$id
#2 = Class #1 // cn/yan/libr/R$id
#3 = Utf8 java/lang/Object
#4 = Class #3 // java/lang/Object
#5 = Utf8 cn/yan/libr/R
#6 = Class #5 // cn/yan/libr/R
#7 = Utf8 id
#8 = Utf8 test_layout
#9 = Utf8 I
#10 = Integer 2131427329
#11 = Utf8 <init>
#12 = Utf8 ()V
#13 = NameAndType #11:#12 // "<init>":()V
#14 = Methodref #4.#13 // java/lang/Object."<init>":()V
#15 = Utf8 ConstantValue
#16 = Utf8 Code
#17 = Utf8 InnerClasses
{
public static int test_layout;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
ConstantValue: int 2131427329
}
InnerClasses:
public static final #7= #2 of #6; //id=class cn/yan/libr/R$id of class cn/yan/libr/R
复制代码
反编译主模块产物中 javac 生成的依赖子模块自己的属性成员 final 且有明确初值的R$id.class为例（其他 R class 雷同）：
yandeMacBook-Pro:libr yan$ javap -v R\$id.class
Classfile /Users/yan/work/tmp/TestR/app/build/intermediates/javac/debug/classes/cn/yan/libr/R$id.class
Last modified 2020-11-8; size 368 bytes
MD5 checksum 18fbba9c0a1f51068cbd984810e53eac
Compiled from "R.java"
public final class cn.yan.libr.R$id
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER
//重点！！！class的常量池，这里总共占用#23个
Constant pool:
#1 = Methodref #3.#19 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Class #21 // cn/yan/libr/R$id
#3 = Class #22 // java/lang/Object
#4 = Utf8 test_layout
#5 = Utf8 I
#6 = Utf8 ConstantValue
#7 = Integer 2130837504
#8 = Utf8 <init>
#9 = Utf8 ()V
#10 = Utf8 Code
#11 = Utf8 LineNumberTable
#12 = Utf8 LocalVariableTable
#13 = Utf8 this
#14 = Utf8 id
#15 = Utf8 InnerClasses
#16 = Utf8 Lcn/yan/libr/R$id;
#17 = Utf8 SourceFile
#18 = Utf8 R.java
#19 = NameAndType #8:#9 // "<init>":()V
#20 = Class #23 // cn/yan/libr/R
#21 = Utf8 cn/yan/libr/R$id
#22 = Utf8 java/lang/Object
#23 = Utf8 cn/yan/libr/R
{
public static final int test_layout;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
ConstantValue: int 2130837504
}
SourceFile: "R.java"
InnerClasses:
public static final #14= #2 of #20; //id=class cn/yan/libr/R$id of class cn/yan/libr/R
复制代码
反编译主模块产物中 javac 生成的主模块自己合并的属性成员 final 且有明确初值的R$id.class也是 23，与上面一样，所以不再给出。
可以看到，由于我们 demo 中主 module 无额外的 id 资源，所以子 module 里通过 ASM 生成的 R$id.class 的 class 常量池占用个数为 17，而主 module 里是先生成R.java然后通过 javac 编译生成的R.class，所以常量池占用个数变为了 23。我们类成员属性只有一个，ASM 和 javac 的 class 就差了 6 个，至于为什么后面分析，先继续。
AGP3.1.2 的 R 字节码
反编译子模块产物中 javac 生成的非 final 且属性成员无明确初值的R$id.class为例（其他 R class 雷同）：
yandeMacBook-Pro:libr yan$ javap -v R\$id.class
Classfile /Users/yan/work/tmp/TestR/libR/build/intermediates/classes/debug/cn/yan/libr/R$id.class
Last modified 2020-11-8; size 409 bytes
MD5 checksum 7ff99374e393fa8059ab57413e787968
Compiled from "R.java"
public final class cn.yan.libr.R$id
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER
//重点！！！class的常量池，这里总共占用#25个
Constant pool:
#1 = Methodref #5.#20 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Integer 2131492865
#3 = Fieldref #4.#21 // cn/yan/libr/R$id.test_layout:I
#4 = Class #23 // cn/yan/libr/R$id
#5 = Class #24 // java/lang/Object
#6 = Utf8 test_layout
#7 = Utf8 I
#8 = Utf8 <init>
#9 = Utf8 ()V
#10 = Utf8 Code
#11 = Utf8 LineNumberTable
#12 = Utf8 LocalVariableTable
#13 = Utf8 this
#14 = Utf8 id
#15 = Utf8 InnerClasses
#16 = Utf8 Lcn/yan/libr/R$id;
#17 = Utf8 <clinit>
#18 = Utf8 SourceFile
#19 = Utf8 R.java
#20 = NameAndType #8:#9 // "<init>":()V
#21 = NameAndType #6:#7 // test_layout:I
#22 = Class #25 // cn/yan/libr/R
#23 = Utf8 cn/yan/libr/R$id
#24 = Utf8 java/lang/Object
#25 = Utf8 cn/yan/libr/R
{
public static int test_layout;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
public cn.yan.libr.R$id();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 10: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcn/yan/libr/R$id;
static {};
descriptor: ()V
flags: ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=0, args_size=0
0: ldc #2 // int 2131492865
2: putstatic #3 // Field test_layout:I
5: return
LineNumberTable:
line 11: 0
}
SourceFile: "R.java"
InnerClasses:
public static final #14= #4 of #22; //id=class cn/yan/libr/R$id of class cn/yan/libr/R
复制代码
反编译主模块产物中 javac 生成的依赖子模块自己的属性成员 final 且有明确初值的R$id.class为例（其他 R class 雷同）：
yandeMacBook-Pro:libr yan$ javap -v R\$id.class
Classfile /Users/yan/work/tmp/TestR/app/build/intermediates/classes/debug/cn/yan/libr/R$id.class
Last modified 2020-11-8; size 368 bytes
MD5 checksum c87e7b3284a1f78f83a2d0a8d3ee5ac8
Compiled from "R.java"
public final class cn.yan.libr.R$id
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER
//重点！！！class的常量池，这里总共占用#23个
Constant pool:
#1 = Methodref #3.#19 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Class #21 // cn/yan/libr/R$id
#3 = Class #22 // java/lang/Object
#4 = Utf8 test_layout
#5 = Utf8 I
#6 = Utf8 ConstantValue
#7 = Integer 2130837504
#8 = Utf8 <init>
#9 = Utf8 ()V
#10 = Utf8 Code
#11 = Utf8 LineNumberTable
#12 = Utf8 LocalVariableTable
#13 = Utf8 this
#14 = Utf8 id
#15 = Utf8 InnerClasses
#16 = Utf8 Lcn/yan/libr/R$id;
#17 = Utf8 SourceFile
#18 = Utf8 R.java
#19 = NameAndType #8:#9 // "<init>":()V
#20 = Class #23 // cn/yan/libr/R
#21 = Utf8 cn/yan/libr/R$id
#22 = Utf8 java/lang/Object
#23 = Utf8 cn/yan/libr/R
{
public static final int test_layout;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
ConstantValue: int 2130837504
public cn.yan.libr.R$id();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 10: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcn/yan/libr/R$id;
}
SourceFile: "R.java"
InnerClasses:
public static final #14= #2 of #20; //id=class cn/yan/libr/R$id of class cn/yan/libr/R
复制代码
反编译主模块产物中 javac 生成的主模块自己合并的属性成员 final 且有明确初值的R$id.class也是 23，与上面一样，所以不再给出。
可以看到，由于我们 demo 中主 module 无额外的 id 资源，所以子 module 里通过 javac 生成的 R$id.class 的 class 常量池占用个数为 25，而主 module 里是先生成R.java然后通过 javac 编译生成的R.class，所以常量池占用个数变为了 23。我们类成员属性只有一个，子模块 javac 和主模块 javac 的 class 就差了 2 个，至于为什么后面分析，先继续。
到此我们先简单给下对比数据（以R$id.class为例，该 class 仅有明确定义的一个成员属性）：
| AGP 版本 | 子moduleR$id.class常量池#个数 |
主moduleR$id.class常量池#个数 |
|---|---|---|
| 4.1.0 | ASM 生成 17 个 | ASM 生成 17 个 |
| 3.5.0 | ASM 生成 17 个 | javac 生成 23 个 |
| 3.1.2 | javac 生成 25 个 | javac 生成 23 个 |
到此其实就已经真相了，同事低版本 AGP 在 javac task 报错R$id.java类太大，我高版本 AGP 在 ASM 合并 task 炸了的本质就是低版本 AGP 生成R.java时就已经越界了，所以这个R.java在参与 javac 时自然就被爆常量池炸了，也就是提醒类文件太大错误；高版本 AGP 没有R.java经过 javac 到R.class，而是直接 ASM 一步到位 class，所以自然在 ASM 生成 class 时爆常量池炸了。
为什么看起来一样的 R 字节码常量池大小不一样？
这里我们先来看下 AGP3.1.5 版本产物为啥差 2 个的问题，子 module 比主 module 常量池多两个是因为子 module 的 R 成员属性是非 final 的，所以其值在字节码会被转换为 static 块初始化，进而常量池多了一个 ref 常量索引，刚好 2 个。如下图对比差异分析结论：
对于 AGP3.5.0 版本 lib module ASM 生成的 R class 比 app module 生成的 R class 小 5 个其实大家应该都知道为啥吧？因为 ASM 写的好情况下生成的是“紧凑型”的 class，咱们知道 JVM 对于 class 字节码是有严格规范和部分松散规范的，javac 是完全标准化的 class 产物，相对于 ASM 的 class 来说很多时候都是比较冗余的（包括 class 大小），否则由于子 module R 为非 final，这个场景下 javac 的 class 字节码会比 final 的多，如下：
到此其实一切都真相大白了。到此为了继续说明 AGP4.1.0 的优势，我们再看一组数据结论（其实就是常量池的理解，理解到位的情况下不用看这组都行），这里对 lib module 的非 final R 产物进行对比：
| 资源情况 | ASM 产物常量池#个数 | javac 产物常量池#个数 |
|---|---|---|
子模块有1个@+id/xxx
|
R$id类的常量池#17 |
R$id类的常量池#25 |
子模块有2个@+id/xxx
|
R$id类的常量池#19 |
R$id类的常量池#29 |
子模块有3个@+id/xxx
|
R$id类的常量池#21 |
R$id类的常量池#33 |
这里对 app 主 module 的 final R 产物进行对比：
| 资源情况 | ASM 产物常量池#个数 | javac 产物常量池#个数 |
|---|---|---|
子模块有1个@+id/xxx
|
R$id类的常量池#17 |
R$id类的常量池#23 |
子模块有2个@+id/xxx
|
R$id类的常量池#19 |
R$id类的常量池#25 |
子模块有3个@+id/xxx
|
R$id类的常量池#21 |
R$id类的常量池#27 |
通过上面对比可以发现，无论是 static final 的成员还是非 static final 的成员场景，ASM 生成的字节码常量池占用情况总是小于 javac 占用情况。
可能的上限到底该怎么计算？
到此不得不再呼应下上篇《记录一次 AGP 调研过程中的思考，我从一个事故搞出了一个故事！》最后提到的世界末日问题，并对其进行一个扩展的计算，然后得出相对准确的末日时间。下面以 javac 和 ASM 两个维度分别计算各自的末日，虽然 javac 的末日计算看起来似乎没有啥意义（AGP4.1.0不再使用），但是作为探究还是值得算下的。
对于上面的案例我们对其字节码做进一步的分析。
通过 javac 编译的 R 的非 final 带初值属性个数为 10942 个的字节码部分信息案例：
//R的非final带初值属性个数为10942个，再多两个就无法编译成class案例
//此时常量池#为43782，还没到65536呢，为什么再多两个就炸了呢？
Constant pool:
#1 = Methodref #21887.#32838 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Integer 2131492865
#3 = Fieldref #21886.#32839 // Id.MULTI:I
#4 = Integer 2131492866
......
#43780 = NameAndType #32830:#21889 // value_5_textview_info:I
#43781 = Utf8 Id
#43782 = Utf8 java/lang/Object
{
public static int MULTI;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
......
//可以看到此时 static 代码块里面对属性赋值操作因为ldc、putstatic、ldc_w的字节偏移，此时该区域已经65525大小了，马上就炸了
//所以每多一个非final的属性赋值，这里至少多出4个字节，很快就吃光了static代码块的上限
static {};
descriptor: ()V
flags: ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=0, args_size=0
0: ldc #2 // int 2131492865
2: putstatic #3 // Field MULTI:I
5: ldc #4 // int 2131492866
7: putstatic #5 // Field NONE:I
......
65519: ldc_w #21884 // int 2131503806
65522: putstatic #21885 // Field value_5_textview_info:I
65525: return
LineNumberTable:
line 2: 0
......
line 10943: 65519
}
SourceFile: "Id.java"
复制代码
通过 javac 编译的 R 的 final 带初值属性个数为 10942 个的字节码部分信息案例：
//R的final带初值属性个数为10942个，还可以继续放很多
//此时常量池#为21898，还没到65536呢
Constant pool:
#1 = Methodref #3.#21896 // java/lang/Object."<init>":()V
......
#21896 = NameAndType #21890:#21891 // "<init>":()V
#21897 = Utf8 Id
#21898 = Utf8 java/lang/Object
{
public static final int MULTI;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
ConstantValue: int 2131492865
......
//没有static静态代码快
public Id();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 1: 0
}
SourceFile: "Id.java"
复制代码
通过 ASM 生成的 R 的 final 或者非 final 带不带初值属性情况下都是没有 static 块的，均为常量池占用空间，且比 javac 还节约常量池空间，这里不再给出字节码片段，可以看上一章节分析。
关于 static 代码块中的指令占用字节数大小可以参考en.wikipedia.org/wiki/Java_b…计算。关于常量池等 javap 字节码怎么分析这里推荐一篇参考文章《恕我直言，这可能是你见过最详细的class文件结构分析》。
有了上面这些背景和案例分析，到此我们就能计算到底何时就是世界末日了。
| AGP版本 | 常规占用计算说明 |
|---|---|
| 4.1.0 | 子 module 的非 final 属性 R 通过 ASM 生成，所以不存在静态代码块赋值，所以每个属性可以按照常量池占用情况计算，一般每增多一个属性常量池标识符会增加#2。主 module 的 final 属性 R 通过 ASM 生成，所以不存在静态代码块赋值，所以每个属性可以按照常量池占用情况计算，一般每增多一个属性常量池标识符会增加#2，只是主 module 的 R 属性会算上所有子 module 的合并个数。所以无论子 module 还是主 module 一般均可以以常量池单维度预估，常量池上限就是属性的个数上限。 |
| 3.5.0 | 子 module 的非 final 属性 R 通过 ASM 生成，所以不存在静态代码块赋值，所以每个属性可以按照常量池占用情况计算，一般每增多一个属性常量池标识符会增加#2。主 module 的 final 属性 R 通过 javac 生成，所以不存在静态代码块赋值，所以每个属性可以按照常量池占用情况计算，一般每增多一个属性常量池标识符会增加#2，只是主 module 的 R 属性会算上所有子 module 的合并个数。所以无论子 module 还是主 module 一般均可以以常量池单维度预估，常量池上限就是属性的个数上限。 |
| 3.1.2 | 子 module 的非 final 属性 R 通过 javac 生成，所以存在静态代码块赋值，所以每个属性的常量池占用其实是小于静态代码块占用大小的，所以计算维度可以采用 static 代码块指令位数和来统计，一般每增多一个属性 static 块至少会多 4 个字节（具体看是 ldc_w 还是 ldc 指令）。主 module 的 final 属性 R 通过 javac 生成，所以不存在静态代码块赋值，所以每个属性可以按照常量池占用情况计算，一般每增多一个属性常量池标识符会增加#2，只是主 module 的 R 属性会算上所有子 module 的合并个数。所以子 module 要以 static 块来计算，一般一个属性增加 4 个及以上字节；主 module 一般以常量池单维度预估，常量池上限就是属性的个数上限。 |
到此可以发现，随着 AGP 的升级其实这里是有一定效果的。3.1.2 版本的 lib module 通过 javac 生成的 R 可以容纳的资源数是远远小于 3.5.0 版本 lib module 通过 ASM 生成的 R 可以容纳的资源数，粗略估计这一波改进 lib module 可容纳资源数至少翻倍了。
为什么 AGP 中通过 ASM 生成的 R class 是“紧凑型”？
知道这篇发布后肯定有人又会说，ASM 怎么就是“紧凑型”字节码了，所以送佛送到家，这里直接给出一个实例验证，依然采用控制变量法，我们自己写一个 java 文件 javac 生成 class，再用 ASM 生成一个同样效果的 class 文件，然后对比下。
我们编写的 java 类如下：
public class R {
public static final class id {
public static int test1 = 1;
public static int test2 = 2;
}
}
复制代码
通过 javac 编译后再通过 javap 反编译 id class 看到的字节码如下：
yandeMacBook-Pro:src yan$ javap -v R\$id.class
Classfile /Users/yan/work/tmp/aaa/src/R$id.class
.......
Constant pool:
#1 = Methodref #5.#16 // java/lang/Object."<init>":()V
......
#24 = Utf8 R
{
......
//静态代码块有相关指令生成
static {};
descriptor: ()V
flags: ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=0, args_size=0
0: iconst_1
1: putstatic #2 // Field test1:I
4: iconst_2
5: putstatic #3 // Field test2:I
8: return
LineNumberTable:
line 3: 0
line 4: 4
}
......
复制代码
这种非 final 的明显比较中规中矩，常量池和 static 块均有占用。
我们再来看看 AGP4.1.0 通过 ASM 是怎么生成的，先看下com.android.tools.build:gradle:4.1.0源码的GenerateNamespacedLibraryRFilesTask.kt，如下：
abstract class GenerateNamespacedLibraryRFilesTask @Inject constructor(objects: ObjectFactory) :
NonIncrementalTask() {
......
private class TaskAction @Inject constructor(private val params: Params) : Runnable {
override fun run() {
......
//生成 R.jar
if (params.rJarFile != null) {
// Generate the R.jar file containing compiled R class and its' inner classes.
exportToCompiledJava(ImmutableList.of(resources), params.rJarFile.toPath())
}
......
}
}
......
}
复制代码
上面的 exportToCompiledJava 方法来自com.android.tools.build:builder:4.1.0源码BytecodeRClassWriterKt.kt，如下：
//参数传递资源符号清单和输出R.jar的路径，且资源 id 为非 final
@Throws(IOException::class)
fun exportToCompiledJava(tables: Iterable<SymbolTable>, outJar: Path, finalIds: Boolean = false) {
//JarFlinger是一个包装工具类，用来生成 jar
JarFlinger(outJar).use { jarCreator ->
// NO_COMPRESSION because R.jar isn't packaged into final APK or AAR
jarCreator.setCompressionLevel(NO_COMPRESSION)
val mergedTables = tables.groupBy { it.tablePackage }.map { SymbolTable.merge(it.value) }
mergedTables.forEach { table ->
//依据资源符号清单生成编译后的 java class
exportToCompiledJava(table, jarCreator, finalIds)
}
}
}
复制代码
继续往下看 exportToCompiledJava 方法实现：
@Throws(IOException::class)
fun exportToCompiledJava(
table: SymbolTable,
jarMerger: JarCreator,
finalIds: Boolean = false
) {
val resourceTypes = EnumSet.noneOf(ResourceType::class.java)
//循环依据资源类型生成不同的字节码R内部类，譬如R$id.class
for (resType in ResourceType.values()) {
// 通过 ASM 生成对应的R内部类字节码 byte数组
val bytes = generateResourceTypeClass(table, resType, finalIds) ?: continue
resourceTypes.add(resType)
//生成内部类类名，譬如R$id
val innerR = internalName(table, resType)
//把ASM字节码byte字节码数组写入class文件并加入 jar 中
jarMerger.addEntry(innerR + SdkConstants.DOT_CLASS, bytes.inputStream())
}
//生成最外部的 R.class 并加入 jar 中
// Generate and write the main R class file.
val packageR = internalName(table, null)
jarMerger.addEntry(
packageR + SdkConstants.DOT_CLASS,
generateOuterRClass(resourceTypes, packageR).inputStream())
}
//依据资源类型拼接生成类名，譬如R$id
private fun internalName(table: SymbolTable, type: ResourceType?): String {
val className = if (type == null) "R" else "R$${type.getName()}"
return if (table.tablePackage.isEmpty()) {
className
} else {
"${table.tablePackage.replace(".", "/")}/$className"
}
}
复制代码
上面代码的重点是 generateResourceTypeClass 方法，我们继续跟进去，如下：
//最核心的东西来了，这就是生成 R$id.class 的ASM操作
private fun generateResourceTypeClass(
table: SymbolTable, resType: ResourceType, finalIds: Boolean): ByteArray? {
val symbols = table.getSymbolByResourceType(resType)
if (symbols.isEmpty()) {
return null
}
val cw = ClassWriter(COMPUTE_MAXS)
val internalName = internalName(table, resType)
cw.visit(
Opcodes.V1_8,
ACC_PUBLIC + ACC_FINAL + ACC_SUPER,
internalName, null,
"java/lang/Object", null)
cw.visitInnerClass(
internalName,
internalName(table, null),
resType.getName(),
ACC_PUBLIC + ACC_FINAL + ACC_STATIC)
for (s in symbols) {
cw.visitField(
ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + if (finalIds) ACC_FINAL else 0,
s.canonicalName,
s.javaType.desc,
null,
if (s is Symbol.StyleableSymbol) null else s.intValue
)
.visitEnd()
if (s is Symbol.StyleableSymbol) {
val children = s.children
for ((i, child) in children.withIndex()) {
cw.visitField(
ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + if (finalIds) ACC_FINAL else 0,
"${s.canonicalName}_${canonicalizeValueResourceName(child)}",
"I",
null,
i)
}
}
}
// Constructor
val init = cw.visitMethod(ACC_PRIVATE, "<init>", "()V", null, null)
init.visitCode()
init.visitVarInsn(ALOAD, 0)
init.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false)
init.visitInsn(RETURN)
init.visitMaxs(0, 0)
init.visitEnd()
// init method
if (resType == ResourceType.STYLEABLE) {
val method = Method("<clinit>", "()V")
val clinit = GeneratorAdapter(ACC_PUBLIC.or(ACC_STATIC), method, null, null, cw)
clinit.visitCode()
for (s in symbols) {
s as Symbol.StyleableSymbol
val values = s.values
clinit.push(values.size)
clinit.newArray(INT_TYPE)
for ((i, value) in values.withIndex()) {
clinit.dup()
clinit.push(i)
clinit.push(value)
clinit.arrayStore(INT_TYPE)
}
clinit.visitFieldInsn(PUTSTATIC, internalName, s.canonicalName, "[I")
}
clinit.returnValue()
clinit.endMethod()
}
cw.visitEnd()
return cw.toByteArray()
}
复制代码
你可能会说 ASM 我不熟悉啊，上面这个方法的代码我很懵逼啊，那我帮你把上面代码转成一个你看得懂的例子，如下：
//用 AGP 里面 ASM 的写法生成我们这一小节上面 javac 案例的 id class 字节码
class RDump implements Opcodes {
public static byte[] dump() throws Exception {
ClassWriter cw = new ClassWriter(COMPUTE_MAXS);
String internalName = "R$id";
cw.visit(
Opcodes.V1_8,
ACC_PUBLIC + ACC_FINAL + ACC_SUPER,
internalName, null,
"java/lang/Object", null);
cw.visitInnerClass(
internalName,
"R",
"id",
ACC_PUBLIC + ACC_FINAL + ACC_STATIC);
cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + 0, "test1", "I", null, 1).visitEnd();
cw.visitField(ACC_PUBLIC + ACC_STATIC + 0, "test2", "I", null, 2).visitEnd();
// Constructor
MethodVisitor init = cw.visitMethod(ACC_PRIVATE, "<init>", "()V", null, null);
init.visitCode();
init.visitVarInsn(ALOAD, 0);
init.visitMethodInsn(INVOKESPECIAL, "java/lang/Object", "<init>", "()V", false);
init.visitInsn(RETURN);
init.visitMaxs(0, 0);
init.visitEnd();
cw.visitEnd();
return cw.toByteArray();
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
FileOutputStream stream = new FileOutputStream("t1.class");
stream.write(RDump.dump());
stream.flush();
stream.close();
}
}
复制代码
这货被 javap 反编译后果然即便是非 final 成员也没有 static 静态块的指令了，直接体现在常量池占用上了。
此时你可能说，这段 ASM 就是这么写的，怎么就体现出了前面你说的“紧凑型”呢？小伙子，继续往下看，我们对这一小节那个 class 通过 ASM Bytecode Outline 插件傻瓜式生成一下 ASM code，如下：
这段代码生成的 class 反编译后就和 javac 编译后的一样，非 final 在常量池和 static 块均有占坑。
这下体会到我前面说的“紧凑型”的原因了吗？其实就是 ASM 写法的问题，还是那句话，JVM Class 字节码规范是强制的，但也不是绝对强制的，具体取决于你想让 ASM 怎么生成而已。
Google 还在继续搞事情？
上一篇也说过，很久以前（Eclipse 时代）lib module 的 R 也是 final 的，不信的可以看tools.android.com/tips/non-co…，那时候 google 为了构建效率考量，对子 module 的 R 改为非 final，但主 module 的 R 依旧为 final。随着时间的迁移，上面 AGP 无论怎么升级，可以看到 google 的小动作不断，但是子 module 非 final，主 module final 的规则一直没改变。
但是最近 google 开始搞事情了，如果你的 AS 比较新（譬如 4.1 版本），你稍微留意下会发现，你主 module 下面对 R id 的 switch 写法被警告了（建议你替换为 if-else），如下：
有些人开启了 lint 的情况下使用新版 AS 编译可能还会直接 lint 报错Resource lDs will be non-final in Android Gradle Plugin version 5.0，这个问题其实是 google 的一种提前警告，可以通过如下配置暂时越过：
android {
lintOptions {
disable 'NonConstantResourceId'
}
}
复制代码
如果你项目用了 butterknife 的话，你会发现，AS 也会给你一个提示，具体为Non-final resource IDs have been supported for a few years now. Apply the plugin and use R2 as detailed in the readme. Or, even better, stop using Butter Knife and use view binding!。什么鬼？butterknife 要寿终正寝了？赶紧去 butterknife 的 issues 下面搜一把，果然，鸡王已经给出了同样答复，如下：
看来官方会在 AGP5.0 版本正式要将主 module 的 R 成员属性也搞成非 final 了，官方也在持续折腾中啊，看来这一路过来都是在给 AGP5.0 版本摇旗助威啊。
总结
到此可以发现，我们上篇文章最后的设想其实是成立的，而且 google 可能也意识到了一定的问题，无论是出于包大小考虑还是出于 R 不够用考虑，或者是出于构建速度考虑，个人还是相信 google 的这次变更不是偶然，应该是出于上面某种场景的必然选择。
路还很远，我这算是因为解决棘手问题速战速决，通过 gradle task 执行顺序扫了一眼，加上上面的对比分析，大致也猜到了 AGP 这块的变更特点，同时也会发现 AGP 几乎每个版本构建中间产物多少总要发生点变化的，R 只是其中一点而已。其他的暂时没空分析，感兴趣的可以自己继续深挖下 AGP 源码或者自己构建对比分析下。
作者：工匠若水
原文链接：https://juejin.cn/post/6893121577727524871
