Android包体积优化上篇- 资源混淆优化

2022年03月01日 06:23 · 阅读 351

架构师 @ 百度

导读：什么时候进行包体积优化？一般在app初创期时，由于业务代码较少，包体积也不大，相应这个时候对包体积的优化收益也较少。当业务逐渐成熟功能，迭代逐渐变多，包体积也会逐渐增加。

增加包体积主要影响如下几个方面：

1: 如果针对app，会影响到下载转化率，但手百内部直播属于插件，所以不存在转化率的问题，存在插件的下载时长问题，进而在一定程度上影响插件冷启首屏；

2: 渠道商合作的要求，这个要求只在app里面，如果是插件不受其影响，app的体积越大，渠道商的资费会更高，如要求更大的ROM空间，更长的安装时间，这些都极大影响手机已经用户体验。

3: 同时更大的包体积，不管是插件还是app，也意味着更长的安装时间，更长的oat时间（Android系统9之前，安装会自动转换为oat）。

本文章依赖的知识点有Gradle插件编译流程、Gradle插件编写、Groovy、 Android打包流程、Android AAPT流程等。

全文4221字，预计阅读时间12分钟。

一、apk包的组成

Android安装包是由很多部分组成的，主要有如下：

代码相关：class.dex
动态库（SO）相关：lib
资源相关 resource.arsc res/, assets
META-INF 存放签名等信息

通过以上包体积的组成部分，不难分析，要想控制apk的包体积，需要在dex、动态库、资源数据上进行控制。动态库（SO）可通过动态下载、按需下载的方式；其次只有dex和资源，dex是我们下一篇里面要讲的东西，本片主要讲资源的优化。

二、资源优化

针对图片资源，使用Android Size Analyzer 可生成资源的排序列表，通过分析后生成结果，可对分析后的图片采取优化手段，如图片压缩、云控资源、webp、矢量图、移除冗余资源等，以上所有这些都是关于单张图片的处理，本篇主要谈资源的混淆优化，整个资源混淆的实现是基于AndroidResGuard做一个二次开发扩展。

为什么要做二次开发？整个直播是基于插件实现，原工具不支持插件资源混淆；大家知道为了解决插件与宿主之间资源id冲突的问题，插件都需要固定器resid 的package 部分，如下资源id的组成：

[<package_name>.]R.<resource_type>.<resource_name>
针对插件//
additionalParameters "--package-id", "0x61", "--allow-reserved-package-id"
复制代码

简单介绍下资源映射表协议的原理，资源混淆其原理非常简单：通过如下的映射关系，将复杂的字符串，转换为一个简短的字符串，进而减小资源映射表的字符串常量池的大小。

如下图为混淆前和混淆后对比，一旦加入packageid，整个资源混淆会出错，经过对资源映射表二进制以及协议的对比发现，是由于arsc 在进行扩展packageid的时候，与协议不符合导致，问题定位以后，即找到合适的解决办法，即扩展arsc资源映射表协议。

通过上图可以看出混淆后，资源映射表体积大幅度减少。

三、资源映射表协议

从上图中分析定位一个资源首先通过资源类型，然后通过资源id，通过资源id（ID），找到资源名（name），找到后根据当前机器的mdpi/land/ ldpi，加载不同的文件路径下的资源。

resources.arsc是以一个个Chunk块的形式组织的，Chunk的头部信息记录了这个Chunk的类型、长度等数据。

从整体上来看，其结构为资源索引表头部+字符串资源池+N个Package数据块。

001Editor 下的资源映射表结构如下：

四、实施

方案的实施包含三部分：方案的设计实现、QA流水线配置、单功能版本灰度。

五、方案设计实现

由于是在原有工程上做二次开发扩展，需要对原有项目的结构有一个清晰的认识，包括到每一个细节，其中包括资源混淆规则、白名单怎么映射，从中理出我们的需求部分，包括资源白名单映射、夜间模式、映射表修改、映射表重写，整体代码结构如下图，黄标处为需要二次开发涉及的模块。

如上图总共涉及到3部分的核心工作，包括配置模块、插件模块、与核心的映射表混淆模块；

a: 配置模块配置如下参数：

mappingFile = file("./resource_mapping.txt")
    use7zip = false
    useSign = false
    // 打开这个开关，会keep住所有资源的原始路径，只混淆资源的名字
    keepRoot = true
 
    // 设置这个值，会把arsc name列混淆成相同的名字，减少string常量池的大小
//    fixedResName = "arg"
    // 打开这个开关会合并所有哈希值相同的资源，但请不要过度依赖这个功能去除去冗余资源
    mergeDuplicatedRes = true
 
 
    nightmode_pattern = "_1" // 夜间模式配置
 
    // 基础的sdk都加入白名单, 配合白名单配置文件
    whiteList = []
复制代码

动态配置参数，这个是针对插件特有的fixid，生成白名单配置列表混淆资源不能将其混淆，在模块内部数据准备阶段，要将其偷传到Gradle插件内

// 生成fix文件白名单
def generateWhiteList() {
    def fixFile = file("host-res-fix/${rootProject.ext.plugin_fix_file_map[host]}")
    def resGuard = file("resguard/res_guard_config.xml")
    def resproguard = new XmlParser().parse(resGuard)
    def issueNode = new NodeBuilder().issue(id: 'whitelist', isactive: true)
    resproguard.issue[0].replaceNode (issueNode)
    fixFile.eachLine { line ->
// TODO 白名单行生成
    }
new XmlNodePrinter(new PrintWriter(resGuard)).print(resproguard)
return resGuard
}
复制代码

b：资源映射表读写：

资源映射表读取的目的是，形成基本的arsc框架，架构形成后，通过映射逻辑将内存数据重新写回到arsc, 可如下图结构：

扩展协议部分是支持插件资源混淆的核心，基本规则就是按照扩展协议进行顺序读写即可。

代码片段如下：

private void writeLibraryType() throws AndrolibException, IOException {  checkChunkType(Header.TYPE_LIBRARY);int libraryCount = mIn.readInt();  mOut.writeInt(libraryCount);for (int i = 0; i < libraryCount; i++) {    mOut.writeInt(mIn.readInt());/*packageId*/    mOut.writeBytes(mIn, 256); /*packageName*/  }  writeNextChunk(0);while (mHeader.type == Header.TYPE_TYPE) {    writeTableTypeSpec();  }}private void readLibraryType() throws AndrolibException, IOException {  checkChunkType(Header.TYPE_LIBRARY);int libraryCount = mIn.readInt();int packageId;  String packageName;for (int i = 0; i < libraryCount; i++) {    packageId = mIn.readInt();    packageName = mIn.readNullEndedString(128, true);    System.out.printf("Decoding Shared Library (%s), pkgId: %d\n", packageName, packageId);  }while (nextChunk().type == Header.TYPE_TYPE) {    readTableTypeSpec();  }}
复制代码

六、流水线配置

基于已经生成的apk，做apk修改；明确定义输入输出

./gradlew :app:resguardUseApk -PHOST=${assemble_host} -PMODE=debug
复制代码

由于是修改apk内部文件结构影响面较大，版本发布采用单灰验证，经过单灰验证优化后的apk性能稳定，单功能版本灰度&收益。

体积优化收益 8%，现在在多插件使用，包括主播端、开播端，下一步会在其他插件推广。

七、注意事项

通过resouce name 获取资源的方式需要加入到白名单，体现形式如在插件中通过名字取宿主资源, 建议通过lint全局扫描getIdentifier，使用

fixedResId = context.getApplicationContext().getResources()
        .getIdentifier(resName, null, null);


uri = Uri.parse(ContentResolver.SCHEME_ANDROID_RESOURCE + "://"
                  + resources.getResourcePackageName(model) + '/'
                  + resources.getResourceTypeName(model) + '/'
                  + resources.getResourceEntryName(model));
复制代码