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應用程式從源碼到安裝包的整個過程，如下，其中包含編譯、連結和簽名等：

（1）使用aapt工具產生R.java檔案

可以先通過搭建好的Eclipse開發環境建立一個未編譯的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建立工程。建立好未編譯的工程後，在命令列中輸入如下命令：

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（設定檔）的路徑，-J及緊跟其後的參數是指定R.java產生路徑，-S及後面參數是指定資源檔所在目錄，-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目錄下產生R.java檔案。aapt的具體用法可在命令列輸入aapt後會看到。

R.java檔案的作用是提供給程式訪問資源的入口，更詳細的內容請參見後面關於Android工程的檔案結構和詳解的博文。

（2）使用aidl工具將.aidl檔案編譯成.java檔案

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檔案編譯成包含java介面類的.java檔案，然後進程間遵循這些介面進行相互調用。.aidl檔案一般與程式源碼檔案存放在一起。對於該例子中自動建立的工程來說，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檔案編譯成.class檔案

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檔案，但提示找不到，後來將源碼檔案指定為具體的HelloAndroid3.java檔案後才編譯通過，奇怪。

隨後會在工程目錄下的bin目錄下產生.class檔案。

（4）使用dx.bat批處理將眾多.class檔案轉換成一個.dex檔案

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檔案的產生路徑；紅色標註的路徑為.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產生了.dex檔案。.dex檔案是在Android的Dalvik虛擬機器上啟動並執行，具體內容後面的運行原理會提到。

（5）使用aapt工具打包資源檔

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檔案的產生，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檔案的產生路徑。-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檔的路徑，在最後一定要加上檔案名稱，最好加上副檔名。這裡參考Eclipse中自動編譯時間制定的.ap_尾碼名。

（6）使用apkbuilder產生未簽名的apk安裝檔案

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後面緊跟的路徑是產生的apk安裝檔案的路徑，-v參數的作用是指明執行中輸出必要資訊，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參數表示產生的是未簽名的安裝包，-z及後面的路徑表明打包了的資源檔的路徑，-f及後面的路徑指明了.dex檔案的路徑，-rf指明了源檔案的目錄。

（7）使用jdk中的jarsigner對apk安裝檔案進行簽名

簽名的目的是保證應用程式的開發人員的唯一性，簽名需要的東西除了jarsigner工具外還有密鑰檔案，即.keystore檔案，我們這裡不產生自己的keystore檔案，而是採用Android SDK提供的Debug.keystore檔案，其位置是在“我的文件”下的.android目錄下。簽名的原理及密鑰檔案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檔案的位置，-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檔案的路徑，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資訊是在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"