从命令行构建 Android 应用

我们已经习惯了使用集成开发环境（比如 Eclipse 与 Android Studio）来自动编译 Android 应用。掌握如何使用命令行工具手动构建 Android 应用也是有益的：其一，我们将对整个过程有更加深刻的理解，知晓从零到一之间究竟发生了哪些事情；其二，有些情况下我们还真不得不这么做。

准备工作

我们假设你已经安装了 JDK：

> java -version
java version "1.7.0_79"
> javac
Usage: javac <options> <source files>
where possible options include:...

我们假设你已经安装了 Android SDK 并且设置了正确的环境变量：

> echo $ANDROID_HOME
/Applications/adt-bundle-mac/sdk
> aapt
Android Asset Packaging Tool...

搭建项目结构

> mkdir -p TestApp/{src/fm/cocoa/testapp,res/{drawable,layout,values},assets,libs,obj,bin,gen,docs}

项目的目录结构如下：

TestApp
├── assets
├── bin
├── docs
├── gen
├── libs
├── obj
├── res
│   ├── drawable
│   ├── layout
│   └── values
└── src 
    └── fm 
        └── cocoa 
            └── testapp

关于每个目录的意义和作用，请参考 Android 官网文档： Managing Projects Overview。

创建 AndroidManifest.xml

在工程的根目录下手写一个 AndroidManifest.xml 文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="fm.cocoa.testapp"
    android:versionCode="0"
    android:versionName="1.0">

    <uses-sdk
        android:minSdkVersion="8"
        android:targetSdkVersion="21" />

    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

    <application
            android:icon="@drawable/logo"
            android:label="@string/app_name">

        <activity
            android:name="fm.cocoa.testapp.MainActivity"
            android:label="@string/app_name">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>

    </application>

</manifest>

这里，我们把所支持的最低 Android SDK 版本设置为 8，把目标 SDK 版本设置为 21。

编写视图代码

我们在 AndroidManifest.xml 文件中声明了一个 Activity，下面来实现它：

package fm.cocoa.testapp;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends Activity {
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        TextView textView = new TextView(this);

        String helloWorld = getResources().getString(R.string.hello_world);
        textView.setText(helloWorld);

        setContentView(textView);
    }
}

创建 R.java

前面的两个文件中涉及到两个字符串常量和一个图片资源：

• @drawable/logo (AndroidManifest.xml)
• @string/app_name (AndriodManifest.xml)
• R.string.hello_world (MainActivity.java)

我们把图片 logo.png 放到 res/drawable
目录下，把两个字符串常量写到 res/values/strings.xml
中：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <string name="app_name">Build Android App from CMD</string>
    <string name="hello_world">Hello, world!</string>
</resources>

然后就可以开心地生成 R.java 文件了：

> aapt package -v -f -S res -J gen -M AndroidManifest.xml -I $ANDROID_HOME/platforms/android-21/android.jar
>
> cat gen/R.java
/* AUTO-GENERATED FILE.  DO NOT MODIFY.
 *
 * This class was automatically generated by the
 * aapt tool from the resource data it found.  It
 * should not be modified by hand.
 */

package fm.cocoa.testapp;

public final class R {
    public static final class attr {
    }
    public static final class drawable {
        public static final int logo=0x7f020000;
    }
    public static final class string {
        public static final int app_name=0x7f030000;
        public static final int hello_world=0x7f030001;
    }
}

关于 aapt 的详细介绍，请参考 这里。我们简单介绍一下所用到的几个命令行选项的意义：

• aapt package 表示打包 Android 资源
• -v 表示打印较为详细的日志
• -f 表示强制覆盖已有文件
• -S 指定了资源目录
• -J 指定了 R.java 的输出目录
• -M 指定了 AndroidManifest.xml 文件
• -I 指定了项目所依赖的库

编译代码

既然源文件是 java 代码，编译的时候必然要用到 javac：

> javac -verbose -d obj -classpath $ANDROID_HOME/platforms/android-21/android.jar -sourcepath src src/fm/cocoa/testapp/MainActivity.java gen/R.java

所用到的命令行选项的意义：

• -d 指定了所生成的字节码的输出目录
• -classpath 指定了依赖库的路径
• -sourcepath 指定了源文件目录

查看一下编译的结果：

> tree obj/
obj/
└── fm
    └── cocoa
        └── testapp
            ├── MainActivity.class
            ├── R$attr.class
            ├── R$drawable.class
            ├── R$string.class
            └── R.class

创建 DEX 文件

Android 系统使用 Dalvik Virtual Machine 来运行字节码。Dalvik 并不认识 .class 格式的字节码，因此，需要把 .class 文件翻译成 Dalvik 可以识别的字节码格式：

> dx --dex --verbose --output=bin/classes.dex obj libs

所用到的命令行选项的意义：

• --dex 表示生成 DEX（Dalvik EXecutable）格式的字节码文件
• --verbose 表示打印较为详细的日志
• --output 指定了输出文件的路径

查看一下结果：

> tree bin/
bin/
└── classes.dex

生成 APK 文件

一路过关斩将，终于到了生成 APK （Android Package Format）文件的时刻了。

这一步还是使用 aapt：

> aapt package -v -f -M AndroidManifest.xml -S res -I $ANDROID_HOME/platforms/android-21/android.jar -F bin/TestApp-unaligned.unsigned.apk bin

我们告诉 aapt 把最终生成的 APK 文件输出为 bin/TestApp-unaligned.unsigned.apk。现在，bin 目录下已经有了我们想要的文件：

> tree bin/
bin/
├── TestApp-unaligned.unsigned.apk
└── classes.dex

Perfect！

给 APK 签名

想要在设备上运行，APK 文件必须得有签名才行。

首先，你需要有一个 keystore 文件。

如果没有的话也不要紧，我们可以马上创建一个：

> mkdir keystores
> keytool -v -genkeypair -validity 10000 -dname "CN=company_name,OU=organisational_unit,O=organisation,L=location,S=state,C=country_code" -keystore keystores/testapp.keystore -storepass store_password -keypass key_password -alias key_alias -keyalg RSA

然后，我们用 jarsigner 给 APK 打签名：

> jarsigner -verbose -keystore keystores/testapp.keystore -keypass key_password -signedjar bin/TestApp-unaligned.signed.apk bin/TestApp-unaligned.unsigned.apk key_alias

我们并不打算详述 Android 应用的签名机制，现在请看签名的结果：

> tree bin/
bin/
├── TestApp-unaligned.signed.apk
├── TestApp-unaligned.unsigned.apk
└── classes.dex

ZIP 对齐

这一步是可选的。

事实上，所谓的 APK 包就是一种特殊的 ZIP 包（你当然可以使用 unzip 命令把它解开），我们通过上面的步骤所得到的包是没有经过 ZIP 对齐的。一个命令就可以搞定 ZIP 对齐：

> zipalign -v -f 4 bin/TestApp-unaligned.signed.apk bin/TestApp.apk

所用到的命令行选项的意义：

• -v 表示打印较为详细的日志
• -f 表示强制覆盖已有文件
• 4 指定了对齐的基准字节

> tree bin/
bin/
├── TestApp-unaligned.signed.apk
├── TestApp-unaligned.unsigned.apk
├── TestApp.apk
└── classes.dex

其中的 TestApp.apk 正是我们想要的最终的 Android 应用包，大功告成！

运行

现在请打开 Android 手机（也可以用模拟器，我们推荐 Genymotion），运行一下试试吧。