彻底理解Android编译过程 - 脱离IDE开发Android-APP

前言
笔者从事了几年的android开发，对android-app开发略有些心得，但是从未尝试过脱离IDE开发过 Android程序，故此翻阅了一些材料，才发现stackoverflow上有不错的一些资料。特此尝试翻译过来，一来希望可以帮助到初学者，二来笔者发现脱离了IDE开发 Android程序有助于理解其编译打包的过程。其过程就如用记事本写C语言程序，然后在拥有C编译环境下编译出目标（.o）文件，然后连接库成为一个完成的exe可执行文件。

开发步骤

1.环境要求及工具列表

Oracle JDK 1.7或者最新版本
Android SDK Tools (只需要命令行工具部分。没错！脱离IDE进行开发，然后用命令行进行编译)

本案例中假定使用的是linux环境，如果不是linux环境，请自行配置命令行环境。如：window中需要把工具路径配置到系统变量中。

2.安装Android SDK并运行（如果已经对SDK很熟悉或者已经有相关的环境变量，请直接跳过第二步）

将SDK管理器压缩包解压以后，进行如下步骤：

使用SDK manager下载最新的命令行工具。这里需要注意：千万不要使用命令android update sdk --no-ui来更新SDK 工具，而是用SDK manager来进行最小化下载，即只下载推荐的最小下载包即可。因为前者会的下载包高达30G，在国内这种网速的情况下要下载n天才能完成。
把关于SDK和JDk的路径配置到系统环境变量中，需要添加到系统环境的路径如列表所示：
- JDK/bin
- SDK/platform-tools
- SDK/tools
- SDK/build-tools/LATEST (和第一步的安装步骤一致)
ps：JDK和SDK代表着你存放JDK和SDK的路径。
使用AVD Manager（也叫Android AVD）来创建一个 Android虚拟机。当然，你也可以使用自己的真机进行测试，这一步不是很重要。请略过。
使用一下命令启动虚拟机。
```
emulator -avd DEVICE
```

启动以后可以使用体验下里面的功能。

3.APP代码开发

切换到一个空的工作目录（或者新建一个文件夹）

输入以下命令建立新的资源文件及代码文件:

 mkdir --parents src/dom/domain
 touch src/dom/domain/SayingHello.java

在SayingHello文件中输入以下内容：

 package dom.domain;
 import android.widget.TextView;

 public final class SayingHello extends android.app.Activity
 {
     public void onCreate( final android.os.Bundle activityState )
     {
         super.onCreate( activityState );
         final TextView textV = new TextView( SayingHello.this );
         textV.setText( "Hello world" );
         setContentView( textV );
     }
 }

在工程目录下创建Manifest.xml文件

 touch AndroidManifest.xml

输入以下内容：

 <?xml version='1.0'?>
 <manifest xmlns:a='http://schemas.android.com/apk/res/android'
  package='dom.domain' a:versionCode='0' a:versionName='0'>
     <application a:label='Saying hello'>
         <activity a:name='dom.domain.SayingHello'>
              <intent-filter>
                 <category a:name='android.intent.category.LAUNCHER'/>
                 <action a:name='android.intent.action.MAIN'/>
                 </intent-filter>
             </activity>
         </application>
     </manifest>

创建资源文件目录res：
```
 mkdir res
```

先放着为空，等需要资源的时候再放进去。

编译工程代码

在编译之前，务必把下面的命令换成自己的环境变量，然后用命令将声明的文件生成对应的资源。
```
aapt package -f \
-I SDK/platforms/android-API/android.jar \
-J src -m \
-M AndroidManifest.xml -S res -v
```

其中SDK为自己的SDK路径，如：xxx/android/ 结果就为：xxx/android/platforms/android-API/android.jar

因为咱们的示例很简单，对于android来说资源文件是可选的，所以以上的命令并没有生成实质的资源，也就是空的。

关于aapt命令，可以自行查找官方文档，这里推荐文章：
http://blog.csdn.net/androidzhaoxiaogang/article/details/8246713

编译代码文件，生成字节码文件（.java -> .class）,命令如下：

javac \
  -bootclasspath SDK/platforms/android-API/android.jar \
  -classpath src -source 1.7 -target 1.7 \
  src/dom/domain/*.java

将字节码转换成android dex格式的字节码，步骤如下：
- 第一步，使用Jill工具将.class文件转换为.jayce:
```
java -jar SDK/build-tools/LATEST/jill.jar \
  --output classes.jayce src
```
- 第二步，使用Jack工具将.jayce文件转换为.dex:
```
java -jar SDK/build-tools/LATEST/jack.jar \
  --import classes.jayce --output-dex .
```

至此，咱们已经将java文件编译，生成所需的dex文件

在以上的步骤中，你可以使用Jack 工具直接将.java编译转换为.dex文件，即一步完成。但是官方并没有推荐这个方法，因为javac使用上更加广泛而且有很好的文档社区支持

将所有的资源文件打包到一个地方，包括manifest.xml 文件，命令行如下：

 aapt package -f \
   -F app.apkPart \
   -I SDK/platforms/android-API/android.jar \
   -M AndroidManifest.xml -S res -v

经过以上的步骤，我们到的了apk文件的资源文件部分，即app.apkPart。

使用ApkBuilder工具将dex和资源文件打包成apk文件,命令如下：

 java -classpath SDK/tools/lib/sdklib.jar \
   com.android.sdklib.build.ApkBuilderMain \
   app.apkUnalign \
   -d -f classes.dex -v -z app.apkPart

但是，这里会产生一个警告：THIS TOOL IS DEPRECATED. See --help for more information.,如果使用--help失败，而且异常是ArrayIndexOutOfBoundsException，那么可以一下命令：

     java -classpath SDK/tools/lib/sdklib.jar \
       com.android.sdklib.build.ApkBuilderMain

这里看到，第二行的时候是没有\参数的。

网上有文章说使用ApkBuilderMain过时了，应该直接使用ApkBuilder命令。

使用zipalign优化APK，即让资源文件的访问符合Data structure alignment标准（这个以后再展开讨论）
```
 zipalign -f -v 4 app.apkUnalign app.apk
```

至此，咱们已经得到了一个未经前面但是已经可以运行的apk，也就是可以直接安装运行啦。

apk安装与运行

使用adb工具安装apk
```
 adb install -r app.apk
```

用命令行启动android APP

 adb shell am start -n dom.domain/.SayingHello

如果顺利，这个程序将会打印一个hello world到屏幕上。

至此，咱们已经完成了脱离IDE开发android app的目的。整个过程并没有使用高大上的IDE环境，而是直接使用记事本进行代码书写，用系统的工具来编译、转换、打包最后得到apk程序。

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