包体积优化方案

优势

减少包体积，让用户在更快的速度下载使用应用，提高用户下载转化率。

apk组成

Android 项目最终会编译成一个 .apk 后缀的文件，实际上它就是一个 压缩包。它内部还有很多不同类型的文件，大致分为以下四类：

• 代码相关：classes.dex，我们在项目中所编写的 java 文件，经过编译之后会生成一个 .class 文件，而这些所有的 .class 文件呢，它最终会经过 dx 工具编译生成一个 classes.dex。
• 资源相关：res、assets、编译后的二进制资源文件 resources.arsc 和 清单文件 等等。res 和 assets 的不同在于 res 目录下的文件会在 .R 文件中生成对应的资源 ID，而 assets 不会自动生成对应的 ID，而是通过 AssetManager 类的接口来获取。此外，每当在 res 文件夹下放一个文件时，aapt 就会自动生成对应的 id 并保存在 .R 文件中，但 .R 文件仅仅只是保证编译程序不会报错，实际上在应用运行时，系统会根据 ID 寻找对应的资源路径，而 resources.arsc 文件就是用来记录这些 ID 和 资源文件位置对应关系 的文件。
• so相关：lib目录下的文件。

此外，还有 META-INF，它存放了应用的 签名信息，其中主要有 3个文件，如下所示：

• MANIFEST.MF：其中每一个资源文件都有一个对应的 SHA-256-Digest（SHA1) 签名，MANIFEST.MF 文件的 SHA256（SHA1） 经过 base64 编码的结果即为 CERT.SF 中的 SHA256（SHA1）-Digest-Manifest 值。
• CERT.SF：除了开头处定义的 SHA256（SHA1）-Digest-Manifest 值，后面几项的值是对 MANIFEST.MF 文件中的每项再次 SHA256（SHA1） 经过 base64 编码后的值。
• CERT.RSA：其中包含了公钥、加密算法等信息。首先，对前一步生成的 CERT.SF 使用了 SHA256（SHA1）生成了数字摘要并使用了 RSA 加密，接着，利用了开发者私钥进行签名。然后，在安装时使用公钥解密。最后，将其与未加密的摘要信息（MANIFEST.MF文件）进行对比，如果相符，则表明内容没有被修改。

Apk分析

这里我们使用的是AndroidStudio2.2之后提供的Analyze APK。

Analyze APK具有如下优势：

• 可以直观地查看到 APK 的组成，比如大小、占比等等。
• 查看 dex 文件的组成。
• 对不同的 APK 进行对比分析。

我们将需要优化的包拖到AS中，AS会自动使用Analy APK打开，这样就可以APK文件的绝对路径及各组成文件的百分比。

根据APK结构可以分享一个应用的资源主要区分为三种，项目代码、资源文件、支持对应CPU架构的so文件，因此我们的包体积优化也是围绕这三种资源做优化。

一、代码优化

1.ProGuard混淆

混淆的形式:

• 改变代码中的元素，比如：类、函数、变量的名字变成无意义的字符。增加反编译阅读难度。
• 重写代码中的部分逻辑，将其变成功能等价但难以理解的形式。比如：循环的指令、结构体。
• 打乱代码的格式。比如：增加或者删除一些空格。

混淆的作用：

• 瘦身：检测到无用的资源、类、方法，将其移除，并且能对代码进行深度优化。
• 安全：将代码中的元素变成简短，无意义的字符，增加反编译阅读难度，使代码更为安全。

混淆的流程：

混淆的流程分为四个步骤：

压缩：减少应用体积，移除未被使用的类和成员，在优化后会再次执行。

优化：在字节码级别执行优化，让应用运行更快。

混淆：增大反编译难度，将类和成员随机命名。

预校验：在 Java 平台上对处理后的代码进行预检，确保加载的 class文件是可执行的。

开启代码混淆：

buildTypes {
    debug{
        debuggable true
        zipAlignEnabled true
        minifyEnabled false
        signingConfig signingConfigs.release
        resValue("bool", "config_center_is_debug_mode", "true")
    }

    release {
        zipAlignEnabled true//开启zipAlign可以让安装包中的资源按4字节对齐，这样可以减少应用在运行时的内存消耗
        minifyEnabled true  //开启混淆
        shrinkResources true   //打包移除未使用资源
        multiDexKeepProguard file('multidex-config.pro')
        //混淆文件的位置，它默认打开了优化开关。并且，我们可在配置混淆文件将android.util.Log置为无效代码，
        // 以去除apk中打印日志的代码。
        proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'//混淆规则
        signingConfig signingConfigs.release
        resValue("bool", "config_center_is_debug_mode", "false")
    }
}

使用注意：

debug环境不要混淆，增加打包编译速度

实战

将代码进行混淆后，包分析如下

缩减了34%

打包后会在release目录增加混淆后的包和mapping.txt文件，mapping.txt是混淆规则，当在线上发生崩溃日志使，可能通过mapping.txt文件反推回原始代码。

2.三方库优化

• 相同的三方库保留一个
• 优先选择体积小的三方库
• 当三方库有多个功能库时，尽量最小化依赖需要的依赖库

二、so文件优化

• armeabi-v7a：第7代及以上的 ARM 处理器，2011年大部分设备使用
• arm64-v8a：第8代、64位 ARM 处理器，极少数设备，如三星 Galaxy S6
• armeabi：第5、6代 ARM 处理器，早期手机
• x86：平板、模拟器
• x86-64：64位的平板

目前Android主流设备使用的CPU架构是32位的armeabi-v7a和64位的arm64-v8a,这代表了目前ARM处理器的主流水平。x86架构在Android上的使用较少,主要应用在一些平板电脑上

实战

保留主流的架构：

 

包大小缩减了12%

三、资源优化

1.压缩图片资源

使用免费的压缩文件将图片做压缩替换

2.图片资源格式转换

要做好图片体积优化，我们需要了解各种图片格式的优缺点，针对不同业务使用不同的图片格式。

格式	描述	优点	缺点	适用场景
jpg	进行了有损压缩，去掉了图片质量为前提，尽可能压缩大小	适合存储照片	没有alpha,保存图片会自动保存为白色	对透明通道没有要求的高保真大图要存储到磁盘的图片，优先使用 jpg
png	无损压缩，图片会比jpg大	支持alpha通道，显示效果比较好	-	一些普通图标切图的话就使用 png
webp	支持有损和无损压缩，相同质量图片webp体积更新	1、无损压缩情况下，相同质量的 webp 图片，文件大小比 png 小 26% 2、有损压缩情况下，具有相同精度的 webp 图片，文件大小比 jpg 小 25%-34% 3、webp 格式支持 alpha 通道，一个无损压缩的 webp 图片要支持透明度只需要 22% 的额外文件大小	不能完全兼容所有 平台	有用到网络传输且图片比较大的场景，比如和服务器通信获取网络图片，优先使用 webp，其次是 png
svg	svg 是无损的矢量图，是矢量图中的一种，它的特点是 使用 xml 描述图片	不会失真，体积小	渲染速度慢 不支持投影、模糊、使用场景有限	图片体积小要求不高的纯色小图标可以使用 svg

这里将项目中特别大的png转换为了webp

3.保留少量的图片目录

保留现xxhdpi和xxxhdpi

3.清除无用资源

使用androidstudio自带的Lint检查工具检测

实际测试发现，lint检测存在一些问题，可能会移除一些正在使用的资源文件，如果存在动态获取资源id的方式，那么这个资源也会认为没有使用，并且在我们上面进行混淆的时候，实际已经做过无用资源的移除了。

4.去除多语言

在app的build.gradle中的defaultConfig中设置

resConfigs ‘zh-rCN’

当前项目只有中文语言，这里去除的是引用的第三方库的多语言。

5.SVGA动画文件优化

当前项目中送礼物SVGA动画资源耗费了约20M,考虑和后端沟通通过后台下载方式优化。

实战

缩减了23%，由此可见使用webp能大大缩小包的体积。

四、其他优化

除以上外，我们还可以做的优化有AndResGuard 资源混淆。

AndResGuard 是一个资源压缩的工具，和 ProGuard 混淆代码类似，但只作用于资源文件，它会将资源路径变短例如 res/drawable/wechat 变成 r/d/a，以及重命名资源文件例如 wechat.png 变成 a.png，使用的 7zip 压缩方式能一定程度缩减包体积。

但是考虑以下场景，看项目是否使用。

1. 动态换肤：动态换肤是通过代码查找资源路径动态替换的，因为资源路径会被 AndResGuard 混淆会导致换肤失败
2. 项目中有大量用到 ConstraintLayout 的 Group：Group 使用 constraint_referenced_ids 属性将多个控件作为一个整体引用，使用了 AndResGuard 要引用控件 id 生效，引用的控件 id 都要加到白名单，否则操作 Group 控制控件会失效

 

总结

包体积优化第一版本优化完毕，由原始的181.2M缩减到了75M,包大小减少了58%，其中主要是从代码、so库、资源三个方面入手进行优化，在实际业务场景中，需要进行apk分析适合自己的业务场景。

 

参考链接：

1. Android 性能优化系列：包体积优化

2. 深入探索 Android 包体积优化