android的編譯和運行過程深入分析

首先來看一下使用Java語言編寫的Android應用程序從源碼到安裝包的整個過程，示意圖如下，其中包含編譯、鏈接和簽名等：

（1）使用aapt工具生成R.java文件

可以先通過搭建好的Eclipse開發環境創建一個未編譯的Android工程，記的一定要將Eclipse中Project菜單下的Build Automatically選項前面的對勾去掉後再去創建工程。創建好未編譯的工程後，在命令行中輸入如下命令：

d:\android-sdk-windows\platform-tools>aapt package -f -m -M "C:\Documents and Settings\******\workspace\HelloAndroid3\AndroidManifest.xml" -J "C:\Documents and Settings\******\workspace\HelloAndroid3\gen" -S "C:\Documents and Settings\******\workspace\HelloAndroid3\res" -I "D:\android-sdk-windows\platforms\android-10\android.jar"

其中-M及緊跟其後的參數是用於指定AndroidManifest.xml（配置文件）的路徑，-J及緊跟其後的參數是指定R.java生成路徑，-S及後面參數是指定資源文件所在目錄，-I及後面參數是指定要包含的Android平台類庫；運行後會在工程目錄中的gen目錄下生成R.java文件。aapt的具體用法可在命令行輸入aapt後會看到。

R.java文件的作用是提供給程序訪問資源的入口，更詳細的內容請參見後面關於Android工程的文件結構和詳解的博文。

（2）使用aidl工具將.aidl文件編譯成.java文件

AIDL是Android系統提供的一種進程間調用的方式，類似於IPC調用，通過aidl工具將使用Android Interface Definition Language描述的.aidl文件編譯成包含java接口類的.java文件，然後進程間遵循這些接口進行相互調用。.aidl文件一般與程序源碼文件存放在一起。對於該例子中自動創建的工程來說，沒有用到AIDL，所以不進行這一步。aidl工具的用法如下：

usage: aidl OPTIONS INPUT [OUTPUT]
       aidl --preprocess OUTPUT INPUT...

OPTIONS:
   -I<DIR>    search path for import statements.
   -d<FILE>   generate dependency file.
   -p<FILE>   file created by --preprocess to import.
   -o<FOLDER> base output folder for generated files.
   -b         fail when trying to compile a parcelable.

INPUT:
   An aidl interface file.

OUTPUT:
   The generated interface files.
   If omitted and the -o option is not used, the input filename is used, with the .aidl extension changed to a .java extension.
   If the -o option is used, the generated files will be placed in the base output folder, under their package folder

（3）使用javac工具將.java文件編譯成.class文件

d:\Java\jdk1.6.0_25\bin>javac -encoding GB18030 -target 1.6 -bootclasspath "D:\android-sdk-windows\platforms\android-10\android.jar" -d "C:\Documents and Settings\******\workspace\HelloAndroid3\bin" "C:\Documents and Settings\******\workspace\HelloAndroid3\src\com\******\HelloAndroid3\HelloAndroid3.java" "C:\Documents and Settings\******\workspace\HelloAndroid3\gen\com\******\HelloAndroid3\R.java"

期間，我本來想使用*.java來描述需要編譯的源碼文件，但提示找不到，後來將源碼文件指定為具體的HelloAndroid3.java文件後才編譯通過，奇怪。

隨後會在工程目錄下的bin目錄下生成.class文件。

（4）使用dx.bat批處理將眾多.class文件轉換成一個.dex文件

D:\android-sdk-windows\platform-tools>dx --dex --output=c:\docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\classes.dexc:\docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\

--output及後面的路徑指明.dex文件的生成路徑；紅色標注的路徑為.class所在的路徑，需要注意的是，這裡不能加上包路徑，否則會報不匹配的錯誤，可能在批處理中已將添加包路徑。另外，如遇windows系統路徑含有空格的話一律使用縮寫形式，具體有哪些系統路徑及其縮寫是什麼，還是問度娘吧。成功後便在指定路徑下生成了.dex文件。.dex文件是在Android的Dalvik虛擬機上運行的，具體內容後面的運行原理會提到。

（5）使用aapt工具打包資源文件

D:\android-sdk-windows\platform-tools>aapt package -f -M C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\AndroidManifest.xml -S C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\res -A C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\assets -I D:\android-sdk-windows\platforms\android-10\android.jar -F C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\resources.ap_

對照R.java文件的生成，可以看到參數發生了變化，少了-m 和 -J，如果看aapt用法中的描述就知道，-m和-J是結對出現的，用以指明R.java文件的生成路徑。-M、-S、-I之前都有提到，這裡不再介紹。-F的作用是指明打包後的資源文件的路徑，在最後一定要加上文件名，最好加上擴展名。這裡參考Eclipse中自動編譯時制定的.ap_後綴名。

（6）使用apkbuilder生成未簽名的apk安裝文件

D:\android-sdk-windows\tools>apkbuilder C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\HelloAndroid3.apk -v -u -z C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\resources.ap_ -f C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\classes.dex -rf C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\src

其中，apkbuilder後面緊跟的路徑是生成的apk安裝文件的路徑，-v參數的作用是指明執行中輸出必要信息，具體輸出內容如下：

Packaging HelloAndroid3.apk
C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\resources.ap_:
=> res/layout/main.xml
=> AndroidManifest.xml
=> resources.arsc
=> res/drawable-hdpi/icon.png
=> res/drawable-ldpi/icon.png
=> res/drawable-mdpi/icon.png
C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\classes.dex => classes.dex

-u參數表示生成的是未簽名的安裝包，-z及後面的路徑表明打包了的資源文件的路徑，-f及後面的路徑指明了.dex文件的路徑，-rf指明了源文件的目錄。

（7）使用jdk中的jarsigner對apk安裝文件進行簽名

簽名的目的是保證應用程序的開發者的唯一性，簽名需要的東西除了jarsigner工具外還有密鑰文件，即.keystore文件，我們這裡不產生自己的keystore文件，而是采用Android SDK提供的Debug.keystore文件，其位置是在“我的文檔”下的.android目錄下。簽名的原理及密鑰文件的產生等內容在後續的博文中補充。

D:\Java\jdk1.6.0_25\bin>jarsigner -keystore C:\Docume~1\******\.android\debug.keystore -storepass android -keypass android -signedjar C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\Hello3.apk C:\Docume~1\******\workspace\HelloAndroid3\bin\HelloAndroid3.apk androiddebugkey

-keystore及後面的路徑指明密鑰文件的位置，-storepass是用於密鑰庫完整性的口令，-keypass是專用密鑰的口令，-signedjar及後面的路徑指明簽完名的apk文件的路徑，緊接著的是需要簽名的apk的路徑，最後面是密鑰的別名。debug.keystore的name和passwords信息是在SDK文檔中找到的，具體內容如下：

The SDK tools create the debug keystore/key with predetermined names/passwords:

Keystore name: "debug.keystore" Keystore password: "android" Key alias: "androiddebugkey" Key password: "android" CN: "CN=Android Debug,O=Android,C=US"