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Android.Gradle Build Process

2018-03-09  本文已影响155人  燕京博士

https://www.jianshu.com/p/7c288a17cda8

总的来说，Android的系统体系结构分为四层，自顶向下分别是：

安卓系统结构示意图

image.png

下面对每层进行详细说明

1. 应用程序(Applications)

Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括email客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。通常开发人员就处在这一层。

2. 应用程序框架(Application Frameworks)

提供应用程序开发的各种API进行快速开发，也即隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统，大部分使用Java编写，所谓官方源码很多也就是看这里，其中包括：

3. 系统运行库与Android运行环境(Libraris & Android Runtime)

1) 系统运行库

Android 包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。以下是一些核心库：

2) Android运行环境

该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。
每一个Android应用程序都在它自己的进程中运 行，都拥有一个独立的Dalvik虚拟 机实例。Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。 Dalvik虚拟机执行（.dex）的Dalvik可执行文件，该格式文件针对小内存使用做了 优化。同时虚拟机是基于寄存器的，所有的类都经由JAVA编译器编译，然后通过SDK中 的 "dx" 工具转化成.dex格式由虚拟机执行。

4. Linux内核(Linux Kernel)

Android的核心系统服务依赖于Linux 2.6 内核，如安全性，内存管理，进程管理， 网络协议栈和驱动模型。 Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。其外还对其做了部分修改，主要涉及两部分修改：

  1. Binder (IPC)：提供有效的进程间通信，虽然linux内核本身已经提供了这些功能，但Android系统很多服务都需要用到该功能，为了某种原因其实现了自己的一套。
  2. 电源管理：主要是为了省电，毕竟是手持设备嘛，低耗电才是我们的追求。

注:最后附上原博连接懒虫一个V：android系统体系结构，关于谷歌Android源码的目录结构并未一并贴出可在原博查阅

1.概况

android-build9a.png 
Manifest-Version: 1.0
Built-By: Generated-by-ADT
Created-By: Android Gradle 2.2.0
Name: res/drawable-xhdpi-v4/abc_scrubber_control_to_pressed_mtrl_005.png
SHA1-Digest: I9s6aQ5VyOLrNo4odqSij549Oyo=
Name: res/drawable-mdpi-v4/abc_textfield_search_default_mtrl_alpha.9.png
SHA1-Digest: D6dilO+UMcglambujyMOhNbLZuY=
……

CERT.SF
这个是对每个文件的头3行进行SHA1 hash。

Signature-Version: 1.0
X-Android-APK-Signed: 2
SHA1-Digest-Manifest: QxOfCCAuQtZnHh0YRNnoxmiHT80=
Created-By: 1.0 (Android)
Name: res/drawable-xhdpi-v4/abc_scrubber_control_to_pressed_mtrl_005.png
SHA1-Digest: I9s6aQ5VyOLrNo4odqSij549Oyo=
Name: res/drawable-mdpi-v4/abc_textfield_search_default_mtrl_alpha.9.png
SHA1-Digest: D6dilO+UMcglambujyMOhNbLZuY=
……

CERT.RSA
这个文件保存了签名和公钥证书。

2. 具体打包过程

[图片上传失败...(image-cbaba7-1520594989214)]

2.1 aapt阶段

Resources res = getResources();  
InputStream is = res .openRawResource(R.raw.filename);

--values。这类资源以XML文件保存在res/values目录下，用来描述一些简单值，例如，数组、颜色、尺寸、字符串和样式值等，一般来说，这六种不同的值分别保存在名称为arrays.xml、colors.xml、dimens.xml、strings.xml和styles.xml文件中。
--xml。这类资源以XML文件保存在res/xml目录下，一般就是用来描述应用程序的配置信息。

2.2 aidl阶段

2.3 Java Compiler阶段

2.4 dex阶段

2.5 apkbuilder阶段

2.6 Jarsigner阶段

2.7 zipalign阶段

是什么？

在语法上是基于Groovy语言的（Groovy 是一种基于JVM的敏捷开发语言，可以简单的理解为强类型语言java的弱类型版本），在项目管理上是基于Ant和Maven概念的项目自动化建构工具。

基础知识准备

Java基础，命令行使用基础
官方文档：https://docs.gradle.org/current/dsl/
** Gradle使用指南：** https://gradle.org/docs/current/userguide/userguide
Android插件文档：https://github.com/google/android-gradle...
AndroidGradle使用文档：http://tools.android.com/tech-docs/new-build-system/user-guide
Groovy基础： http://attis-wong-163-com.iteye.com/blog/1239819
Groovy闭包的Delegate机制：http://www.cnblogs.com/davenkin/p/gradle-learning-3.html

搭建Gradle运行环境

  1. Gradle 运行依赖JVM，也就是java运行的环境。所以要安装jdk和jre，好像目前的Gradle的运行环境要求jdk的版本在1.6以上，应该的，现在jdk都到1.8了。
  2. 然后到Gradle官网现在Gradle的压缩包。地址，这个页面里面又两种方式，一种手动安装，一种通过脚本安装。我一般喜欢自己动手，这样将来清理起来比较方便。
  3. 下载压缩包后，解压，然后配置环境变量，手动安装过jdk的人应该都配置环境变量很熟了吧。每个平台下配置环境变量的方式不一样

MacOS 下配置。在~/.bash_profile中添加如下代码

#gradle  注意gradle-2.14.1是自己解压的路径
export GRADLE_HOME=${HOME}/gradle-2.14.1
PATH=${PATH}:${GRADLE_HOME}/bin
export PATH

保存后在终端输入source ~/.bash_profile回车执行让刚刚的配置生效。然后命令行输入gradle -v查看是否安装成功。

$ gradle -v

------------------------------------------------------------
Gradle 2.14.1
------------------------------------------------------------

Build time:   2016-07-18 06:38:37 UTC
Revision:     d9e2113d9fb05a5caabba61798bdb8dfdca83719

Groovy:       2.4.4
Ant:          Apache Ant(TM) version 1.9.6 compiled on June 29 2015
JVM:          1.8.0_111 (Oracle Corporation 25.111-b14)
OS:           Mac OS X 10.12.2 x86_64

弄一个HelloWorld看看

创建一个test_gralde文件夹。然后在文件夹里面创建一个build.gradle文件。注意文件名不要乱起。在build.gradle中添加如下代码：

task helloworld{
    doLast{
        println'Hello World!'
    }
}
#后者等同于下面的代码,
task helloworld2 <<{
    println "Hello World!"
}

然后来运行一下：

liuqiangs-MacBook-Pro:test_gralde liuqiang$ gradle helloworld
:helloworld
Hello World!

BUILD SUCCESSFUL

Total time: 1.52 secs

This build could be faster, please consider using the Gradle Daemon: https://docs.gradle.org/2.14.1/userguide/gradle_daemon.html

我们分析一下执行步骤。build.gradle是Gradle默认的构建脚本文件，执行Gradle命令的时候，会默认加载当前目录下的build.gradle脚本文件，当然你也可以通过 -b 参数指定想要加载执行的文件。这只是个最简单的task例子，后面详细介绍task的常见定义。

这个构建脚本定义一个任务（Task），任务名字叫helloworld，并且给任务helloworld添加了一个动作，官方名字是Action，阅读Gradle源代码你会到处见到它，其实他就是一段Groovy语言实现的闭包，doLast就意味着在Task执行完毕之后要回调doLast的这部分闭包的代码实现。第二个方法中的“<<”表示向helloworld中加入执行代码。至于语法部分，基本是Groovy语法（包括一些语法糖，也就是写简写方式，如果写个JavaScript或者Python会好理解一些，但是还是建议去读一下groovy的基本语法），加上一些DSL（domain specific language）的约定。

执行流程和基本术语

和Maven一样，Gradle只是提供了构建项目的一个框架，真正起作用的是Plugin。Gradle在默认情况下为我们提供了许多常用的Plugin，其中包括有构建Java项目的Plugin，还有Android等。与Maven不同的是，Gradle不提供内建的项目生命周期管理，只是java Plugin向Project中添加了许多Task，这些Task依次执行，为我们营造了一种如同Maven般项目构建周期。

Gradle是一种声明式的构建工具。在执行时，Gradle并不会一开始便顺序执行build.gradle文件中的内容，而是分为两个阶段，第一个阶段是配置阶段，然后才是实际的执行阶段。
配置阶段，Gradle将读取所有build.gradle文件的所有内容来配置Project和Task等，比如设置Project和Task的Property，处理Task之间的依赖关系等。

看一个基本结构的Android多Moudule（也就是gradle中的多Project Multi-Projects Build）的基本项目结构。

├── app #Android App目录
│   ├── app.iml
│   ├── build #构建输出目录
│   ├── build.gradle #构建脚本
│   ├── libs #so相关库
│   ├── proguard-rules.pro #proguard混淆配置
│   └── src #源代码，资源等
├── module #Android 另外一个module目录
│   ├── module.iml
│   ├── build #构建输出目录
│   ├── build.gradle #构建脚本
│   ├── libs #so相关库
│   ├── proguard-rules.pro #proguard混淆配置
│   └── src #源代码，资源等
├── build
│   └── intermediates
├── build.gradle #工程构建文件
├── gradle
│   └── wrapper
├── gradle.properties #gradle的配置
├── gradlew #gradle wrapper linux shell脚本
├── gradlew.bat
├── LibSqlite.iml
├── local.properties #配置Androod SDK位置文件
└── settings.gradle #工程配置

上面的是完整的AndroidStudio中的项目结构，我们抽象成Gradle多个Project的样子

├── app 
│   ├── build.gradle #构建脚本
├── module 
│   ├── build.gradle #构建脚本
├── build.gradle #工程构建文件
├── gradle
│   └── wrapper    #先不去管它
├── gradle.properties #gradle的配置
├── gradlew #gradle wrapper linux shell脚本
├── gradlew.bat
└── settings.gradle #工程配置

读懂Gradle配置语法

Gradle向我们提供了一整套DSL，所以在很多时候我们写的代码似乎已经脱离了groovy，但是在底层依然是执行的groovy所以很多语法还是Groovy的语法规则。
看一个AndroidStudio中app下的build.gradle的配置

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 25
    buildToolsVersion "25.0.0"
    defaultConfig {
        applicationId "me.febsky.demo"
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 25
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

dependencies {
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:25.1.0'
}

分析第一行apply plugin: 'com.android.application'

这句其实是Groovy语法糖，像Ruby和Js都有这种语法糖，apply实际上是个方法，补上括号后的脚本：apply (plugin: 'com.android.application'),看起来还是有点别扭是不？还有个语法糖，如果方法参数是个map类型，那么方括号可以省略，进一步还原apply([ plugin: 'com.android.application']),不理解的可以去看下Groovy的map的写法，和js一样。所以这行的意思是：apply其实是个方法，接收一个Map类型的参数。

总结两点：1. 方法调用，圆括号可以省略 2. 如果方法参数是个Map，方括号可以省略。

Groovy语言的闭包语法

看上面的dependencies 这其实是个方法调用。调用了Project的dependencies方法。只不过参数是个闭包，闭包的用法在文章开始给出了链接。我们对其进行还原一下：

#方法调用省略了（）我们加上
dependencies ({
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:25.1.0'
})

提示一点：如果闭包是方法的最后一个参数，那么闭包可以放在圆括号外面

#所以代码还能写成这样
dependencies (){
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:25.1.0'
}

Getter和Setter

Groovy语言中的两个概念，一个是Groovy中的Bean概念，一个是Groovy闭包的Delegate机制。
Java程序员对JavaBeans和Getter/Setter方法肯定不陌生，被设计用来获取/设置类的属性。但在Groovy中就不用那些没用的方法了。即Groovy动态的为每一个字段都会自动生成getter和setter，并且我们可以通过像访问字段本身一样调用getter和setter。比如Gradle的Project对象有个version属性（Property）下面这两行代码执行结果是一样的:

println project.version // Groovy  
println(project.getVersion()) // Java

Project，Task ，Action

Gradle的Project之间的依赖关系是基于Task的，而不是整个Project的。

Project:是Gradle最重要的一个领域对象，我们写的build.gradle脚本的全部作用，其实就是配置一个Project实例。在build.gradle脚本里，我们可以隐式的操纵Project实例，比如，apply插件、声明依赖、定义Task等，如上面build.gradle所示。apply、dependencies、task等实际上是Project的方法，参数是一个代码块。如果需要，也可以显示的操纵Project实例，比如：project.ext.myProp = 'myValue'

Task:被组织成了一个有向无环图（DAG）。Gradle中的Task要么是由不同的Plugin引入的，要么是我们自己在build.gradle文件中直接创建的。Gradle保证Task按照依赖顺序执行，并且每个Task最多只被执行一次。

Gradle在默认情况下为我们提供了几个常用的Task，比如查看Project的Properties、显示当前Project中定义的所有Task等。可以通过一下命令行查看Project中所有的Task：$ gradle tasks （具体log不再贴出来）。可以看到，Gradle默认为我们提供了dependencies、projects和properties等Task。dependencies用于显示Project的依赖信息，projects用于显示所有Project，包括根Project和子Project，而properties则用于显示一个Project所包含的所有Property。

**Tips: **查看Project中所有的Task：$ gradle tasks
查看Project中所有的properties：$ gradle properties

在上面的build.gradle中加入如下代码：

task myTask {  
    doFirst {  
        println 'hello'  
    }  
    doLast {  
        println 'world'  
    }  
}

这段代码的含义：给Project添加一个名为“myTask”的任务
用一个闭包来配置这个任务,Task提供了doFirst和doLast方法来给自己添加Action。

其实build.gradle脚本的真正作用，就是配置一个Project实例。在执行build脚本之前，Gradle会为我们准备好一个Project实例，执行完脚本之后，Gradle会按照DAG依次执行任务。

自定义Task的写法

看下面代码文件路径~/Test/build.gradle：

#1
task helloWorld << {
    println "Hello World"
}
#2 Test文件夹下建一个src目录，建一个dst目录，src目录下建立一个文件，命名为test.txt
task copyFile(type: Copy){
    from "src"
    into "dst"
}

第一个这里的helloWorld是一个DefaultTask类型的对象，这也是定义一个Task时的默认类型，当然我们也可以显式地声明Task的类型，甚至可以自定义一个Task类型。
第二个代码中（type：Copy）就是“显式地声明Task的类型”，执行gradle copyFile test.txt也跑到dst中去了。

如果task声明在根Project的build.gradle中的allprojects()方法中，那么这个Task会应用于所有的Project。

task的依赖关系

Gradle不提供内建的项目生命周期管理，只是java Plugin向Project中添加了许多Task，这些Task依次执行，为我们营造了一种如同Maven般项目构建周期。那么这些task是如何依次执行的这就用到声明的依赖关系taskA.dependsOn taskB看下面代码：

task taskA << {
   println 'this is taskA from project 1'
}

task taskB << {
   println 'this is taskB from project 1'
}

taskA.dependsOn taskB

然后我们在命令行运行：
$ gradle taskA
运行结果会先执行taskB的打印，然后执行taskA的打印

如果是Muliti-Project的模式，依赖关系要带着所属的Project，如taskA.dependsOn ':other-project:taskC' 其中taskC位于和taskA不同的Project中，相对于AndroidStudio来说，就是位于不同的Module下的build.gradle中，而other-project为Module名字。

Task 的type可以自定义（没有深入研究）

自定义Plugin的写法

没有深入研究，给出一个网上的例子：

apply plugin: DateAndTimePlugin

dateAndTime {
    timeFormat = 'HH:mm:ss.SSS'
    dateFormat = 'MM/dd/yyyy'
}

class DateAndTimePlugin implements Plugin<Project> {
    //该接口定义了一个apply()方法，在该方法中，我们可以操作Project，
    //比如向其中加入Task，定义额外的Property等。
    void apply(Project project) {
        project.extensions.create("dateAndTime", DateAndTimePluginExtension)

        project.task('showTime') << {
            println "Current time is " + new Date().format(project.dateAndTime.timeFormat)
        }

        project.tasks.create('showDate') << {
            println "Current date is " + new Date().format(project.dateAndTime.dateFormat)
        }
    }
}
//每个Gradle的Project都维护了一个ExtenionContainer，
//我们可以通过project.extentions进行访问
//比如读取额外的Property和定义额外的Property等。
//向Project中定义了一个名为dateAndTime的extension
//并向其中加入了2个Property，分别为timeFormat和dateFormat
class DateAndTimePluginExtension {
    String timeFormat = "MM/dd/yyyyHH:mm:ss.SSS"
    String dateFormat = "yyyy-MM-dd"
}

每一个自定义的Plugin都需要实现Plugin接口，除了给Project编写Plugin之外，我们还可以为其他Gradle类编写Plugin。该接口定义了一个apply()方法，在该方法中，我们可以操作Project，比如向其中加入Task，定义额外的Property等。

原文地址

Gradle Wrapper

Wrapper，顾名思义，其实就是对Gradle的一层包装，便于在团队开发过程中统一Gradle构建的版本，然后提交到git上，然后别人可以下载下来，这样大家都可以使用统一的Gradle版本进行构建，避免因为Gradle版本不统一带来的不必要的问题。（所以要明白这个东西可以没有，有了只是为了统一管理，更加方便）

生成wrapper

gradle 内置了生成wrapper的task，我们可以命令行下执行：
$ gradle wrapper

生成后的目录结构如下(用过AndroidStudio的很熟悉了)：

├── gradle
│   └── wrapper
│       ├── gradle-wrapper.jar
│       └── gradle-wrapper.properties
├── gradlew
└── gradlew.bat

详细的看下gradle-wrapper.properties内容

#Sat Jan 21 14:02:40 CST 2017
distributionBase=GRADLE_USER_HOME
distributionPath=wrapper/dists
zipStoreBase=GRADLE_USER_HOME
zipStorePath=wrapper/dists
distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-2.14.1-bin.zip

从上面内容和文件的名称都可以看出，这就是个java的配置文件,上面看到的是自动生成的，我们也可以手动修改。然后看下各个字段的含义：

生成wrapper可以指定参数

【参考文章】
http://www.infoq.com/cn/articles/android-in-depth-gradle/
http://blog.csdn.net/innost/article/details/48228651

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