文章目錄

• 一、APK 文件結構
• 二、APK 打包流程
• 三、APK 安裝流程
• 四、安卓虛擬機

一、APK 文件結構

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Android 應用的安裝包時 以 " .apk " 為后綴的 APK 文件 ;

APK 是 " Android Package " 的縮寫 ;

將打包好的 APK 文件安裝到 Android 手機中 , 就是可運行的應用程序 ;

APK 文件結構 :

① assets : 資源文件 , 該目錄下的資源文件不經過 aapt 工具編譯 ;

② lib : 存放 動態庫 “.so” 文件 , NDK 中 C / C++ 調用的函數庫 ;

③ META-INF : 該目錄中存放 apk 的簽名文件 ;

• CERT.SF : 摘要加密 , 使用私鑰 對 摘要明文 加密后的 密文信息 , 是加密文件 , 如果要解密該文件 , 必須使用與私鑰配對的公鑰進行解密 ;
• CERT.RSA : 文件是簽名證書文件 , 存放的是公鑰和加密算法的描述 ;
• MANIFEST.MF : 文件摘要 , 存放程序清單文件 , 包含了 APK 安裝包 中所有文件的 摘要明文 ;
• 剩余文件 : 都是可忽略的資源文件 ;

④ res : 資源文件 , 經過了 aapt 工具編譯后的文件 ; 這個目錄下的文件不再介紹 , 太熟悉了 ;

⑤ AndroidManifest.xml : 清單文件 , 聲明了 Application , 組件 , 權限 , 元數據 等信息 ;

⑥ classes.dex : Dalvik 字節碼文件 , Android 中的可執行文件 , 可以在 Android 系統中運行 ;

⑦ resources.arsc : 資源文件映射表 , 使用 aapt 編譯 res 目錄下的資源文件形成的文件 , 用于根據 id 查找資源路徑 ;

二、APK 打包流程

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APK 打包流程 :

① 使用 AAPT 工具打包資源文件 , 生成 R.java , resources.ap 文件 ;

② 使用 AIDL tool 工具 , 處理 AIDL 文件 , 生成對應的 Java 文件 ;

③ 使用 javac 工具編譯 Java 源碼為 class 字節碼文件 ;

④ 使用 dx 工具將 class 字節碼文件打包成 dex 字節碼文件 , 這是 Dalvik 虛擬機字節碼文件 ;

⑤ 使用 apkbuilder 工具生成未簽名的 apk 文件 ;

⑥ 使用 jarsigner 工具對 apk 文件進行簽名 , 生成簽名后的文件 ;

⑦ 使用 zipalign 工具對簽名后的 apk 文件進行對齊操作 ;

三、APK 安裝流程

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APK $4$ 種安裝方式 :

① 系統程序安裝 ;

② 使用應用市場安裝 ;

③ 手機自帶安裝 ;

④ 使用 ADB 調試工具安裝 ;

APK 安裝流程 :

① 將 APK 安裝包復制到 /data/app 目錄下解壓 , 掃描安裝包 ;

② 將 dex 文件保存 /data/dalvik-cache 目錄中 ;

③ 在 /data/data/包名 下創建對應 apk 包名的應用數據目錄 ;

系統自帶程序在 /system/app 目錄下 , 獲得 adb root 權限后才能刪除 ;

應用卸載 , 就是將 /data/app/ , /data/dalvik-cache/ , /data/data/ 等目錄下的相關文件刪除 ;

四、安卓虛擬機

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虛擬機是一個可以運行 class , odex , oat 可執行文件的運行環境 ;

常見的虛擬機有 Java 虛擬機 , Dalvik 虛擬機 , ART 虛擬機 ;

Java 虛擬機 :
運行的 class 字節碼文件 , 運行程序時解碼 class 文件中的內容 ;
基于棧架構 , 需要頻繁在棧上讀寫數據 , 造成較多的指令分派 , 更多的內存訪問次數 , 比較耗費 CPU 時間 ;

編譯時 : Java 源碼 , 使用 javac 編譯器 , 編譯成 class 字節碼文件 ;
運行時 : 類加載器通過 Java 類庫驗證字節碼 , 驗證通過會后進入 Java 虛擬機 , 進入 Java 解釋器 或 即時編譯器 , 然后進入運行時系統 , 之后進入操作系統 , 然后調用硬件 ;

Dalvik 虛擬機 :
基于 JIT 機制 ( 即時編譯技術 ) , Android $5.0$ 以下使用的虛擬機是 Dalvik 虛擬機 , 該虛擬機的可執行文件是 dex 文件 , 該文件比 class 字節碼文件更小 ;
JIT ( Just In Time ) 即時編譯技術 , 對應 Dalvik 虛擬機 ;
基于寄存器架構 , 通過寄存器間接訪問數據 , 該方式比基于棧架構速度更快 ;

ART 虛擬機 :
Android $5.0$ 以上使用的虛擬機是 ART 虛擬機 ;
AOT ( Ahhead Of Time ) 預編譯技術 , 對應 ART 虛擬機 ;

Java 虛擬機 / Dalvik 虛擬機 / ART 虛擬機 都向上層提供了 $3$ 個接口 ,
JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs
JNI_CreateJavaVM
JNI_GetCreatedJavaVMS ;

虛擬機之間可實現無縫銜接 ;

Dalvik 虛擬機 與 ART 虛擬機區別 : 虛擬機中有個 persist.sys.dvlvik.vm.lib 字段 ,
如果該字段存儲的是 libdvm.so , 該虛擬機是 Dalvik 虛擬機 ;
如果該字段存儲的是 ;ibart.so , 該虛擬機是 ART 虛擬機 ;

Dalvik 虛擬機 與 ART 虛擬機可執行文件 :

Dalvik 虛擬機加載 dex 文件加載時不是直接加載 dex 文件 , 加載執行的是 odex 文件 , odex 文件是通過 dexopt 工具對 dex 進行優化生成的 ;

ART 虛擬機加載 dex 文件時加載的是 oat 文件 , oat 文件時通過 dex2oat 工具對 dex 文件進行優化生成的 ;

總結

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