android_studio_btn_run.PNG

'Run' 按鈕，一點下，Android Studio 就會開動，代碼奇跡般地變成 APK，被安裝到手機上，顯示 APP 的界面。背后發生了什么？

點擊 Run 按鈕依次執行了 3 部分內容

1. 檢查項目和讀取基本配置
2. Gradle Build
3. APK Install & Launch Activity

讓我們繼續，看看這個結論是怎么來的，以及一路上還發現了什么。

Android Studio 留下的面包屑

Android Studio 給我們留下了什么——日志

• 點擊Android Studio 右下角 'Event Log'

  
  
  android_studio_tab_event_log.PNG

20:55   Executing tasks: [:app:assembleDebug]

20:55   Gradle build finished in 16s 500ms

• 點擊Android Studio 左下角的 '4:Run'
  android_studio_tab_run.PNG

06/25 20:55:44: Launching app
$ adb push F:\workspace\AndroidBuildProcess\app\build\outputs\apk\debug\app-debug.apk /data/local/tmp/com.example.buildprocess.androidbuildprocess
$ adb shell pm install -t -r "/data/local/tmp/com.example.buildprocess.androidbuildprocess"
    pkg: /data/local/tmp/com.example.buildprocess.androidbuildprocess
Success


$ adb shell am start -n "com.example.buildprocess.androidbuildprocess/com.example.buildprocess.androidbuildprocess.MainActivity" -a android.intent.action.MAIN -c android.intent.category.LAUNCHER

根據日志，可見：

1. 執行了 Gradle task：assembleDebug
2. 安裝 apk， 啟動 MainActivity

assembleDebug/assembleRelease

執行的是 assembleRelease 還是 assembleDebug 實際是由 build variants 設置的類型決定的。

build_variants.PNG

如果 Build Variants 修改為 Release ，點擊 RUN 按鈕后執行的就是 assembleRelease.

android_studio_tab_build.PNG

,可以看到執行的 tasks 如下：

completed successfully  51s 886ms
Starting Gradle Daemon  2s 23ms
Run build   42s 250ms
Load build  1s 89ms
Configure build 6s 598ms
Calculate task graph    129ms
Run tasks   33s 806ms
Finalize build cache configuration  1ms
:app:preBuild   15ms
:app:preReleaseBuild    783ms
:app:compileReleaseAidl 173ms
:app:compileReleaseRenderscript 112ms
:app:checkReleaseManifest   12ms
:app:generateReleaseBuildConfig 45ms
:app:prepareLintJar 5ms
:app:mainApkListPersistenceRelease  34ms
:app:generateReleaseResValues   8ms
:app:generateReleaseResources   1ms
:app:mergeReleaseResources  7s 961ms
:app:createReleaseCompatibleScreenManifests 73ms
:app:processReleaseManifest 392ms
:app:splitsDiscoveryTaskRelease 32ms
:app:processReleaseResources    2s 134ms
:app:generateReleaseSources 1ms
:app:javaPreCompileRelease  865ms
:app:compileReleaseJavaWithJavac    2s 264ms
:app:compileReleaseNdk  
:app:compileReleaseSources  
:app:lintVitalRelease   4s 93ms
:app:mergeReleaseShaders    18ms
:app:compileReleaseShaders  11ms
:app:generateReleaseAssets  
:app:mergeReleaseAssets 56ms
:app:transformClassesWithDexBuilderForRelease   2s 292ms
:app:transformDexArchiveWithExternalLibsDexMergerForRelease 6s 124ms
:app:transformDexArchiveWithDexMergerForRelease 1s 461ms
:app:mergeReleaseJniLibFolders  94ms
:app:transformNativeLibsWithMergeJniLibsForRelease  1s 749ms
:app:processReleaseJavaRes  
:app:transformResourcesWithMergeJavaResForRelease   1s 653ms
:app:validateSigningRelease 4ms
:app:packageRelease 1s 133ms
:app:assembleRelease    1ms

為了更加詳細的分析 assembleRelease 執行的內容，執行以下命令：

linux/macOS

./gradlew assembleRelease --info > output.txt

windows

gradlew.bat assembleRelease --info > output.txt

可以從 output.txt 文件看到詳細的處理過程。

來自官方的說明

Android Stuido 打包流程

來源：Configure your build

以下是 Android 官網的打包流程圖，先學習一下。

build-process_2x.png

1. 編譯器將應用工程下的源碼、資源文件、 AIDL 文件，依賴的 Module 、 AAR 庫、 JAR 包轉換成 DEX 文件， 其他的轉換成已編譯資源。
2. 將 DEX 文件和已編譯資源合并成單個 APK 。
3. 使用 debug 或者 release keystore 對 APK 進行簽名。
4. 在生成最終的 APK 之前，打包器會使用 zipalign 工具對 APK 進行優化，以便減少在設備上運行時使用的內存。

APK 構建流程

APK 構建概覽

來源：Build System Overview

build.png

APK 構建詳細流程

來源：build-workflow

Android Build Process.png

根據上圖來說明一下構建的流程

圖中使用的工具在哪里？

<SDK>/build-tools/<buildToolsVersion>/ 目錄下

1. aapt(Android Asset Packaging Tool) 打包資源文件，生成 R.java 和已編譯資源（二進制文件）

   1. Merge

   * Merge Resources 
   * Merge Manifest
   * Merge Assets 
   

   2. aapt 工具將 Merged Resources 、Merged Manifest 、Merged Assets 處理生成 R.java 和 已編譯資源

2. aidl(Android Interface Definition Language ) 文件處理

   aidl 工具根據 aidl 文件生成 Java Classes

3. Java源碼編譯

   Javac 編譯 R.java 、Java 代碼 、Java Classes 生成 .class 文件

4. 代碼混淆( proguard )

   使用 ProGuard 工具進行混淆

5. 轉化為 dex 文件

   dx 工具會將 .class 文件轉化為 Dalvik 專用的 dex 文件

6. APK Builder

   使用 sdklib.jar 的 ApkBuilder 類將 dex 文件、已編譯資源打包生成 APK 文件。

7. 對 APK 進行簽名

   使用 apksigner.jar 對 APK 進行簽名

8. Zipalign 進行優化

   使用 zipalign 工具對 APK 進行內存對齊

Android Studio 如何執行三個步驟

來源：Run Configurations

Android Run Configuration Execution Flow

The previous section talked about the overall execution flow. In this section, we look at the specific parts implemented within the android plugin. Overall, there are 3 parts to this:

1. User presses Run/Debug. At this point, AndroidRunConfigurationBase.getState is called, and it constructs and returns an AndroidRunState
2. The Gradle build is performed.
3. Once the build is complete, the actual deployment is performed by the AndroidRunState.execute method.

以上是 Android Studio 對 IDEA 擴展中代碼中對 Run Configuration 流程的說明。

AS 對 IDEA 擴展的代碼放在：JetBrains/android。打包進 AS 之后，代碼位于：ANDROID_STUDIO/plugins/android/lib/android.jar

使用以下工具查看 android.jar ：

• jd-gui
• Luyten ：如果 jd-gui 顯示 '// INTERNAL ERROR //' ，不能顯示類的內容，使用此工具

檢查項目和讀取基本配置

源代碼位置：android/android/src/com/android/tools/idea/run/AndroidRunConfigurationBase.java

public RunProfileState getState(@NotNull Executor executor, 
                                @NotNull ExecutionEnvironment env)
    throws ExecutionException
  {
    // 驗證項目（ Gradle Sync 情況，是否是 Android 項目等）
    validateBeforeRun(executor);
    ...
      // 彈窗選擇要安裝的設備
      deviceFutures = deployTarget.getDevices(deployTargetState, facet, getDeviceCount(isDebugging), isDebugging, getUniqueID());
    ...
    // InstantRun 配置
    if ((supportsInstantRun()) && (instantRunEnabled) && (existingSessionInfo != null))
    {
        ...
    }
    ...
    return new AndroidRunState(env, getName(), module, applicationIdProvider, getConsoleProvider(), deviceFutures, providerFactory, processHandler);
  }

可見：主要完成了對項目的檢查，Instant Run 相關配置，選擇安裝設備等過程。

Gradle Build

在 RunState 創建完成之后，IDEA 允許你在執行之前，執行一些任務，比如一個 Java 項目在運行之前，你得編譯。我們的 Android 項目也是類似，在安裝和部署之前，你得編譯打包。這個過程稱之為：Before Launch。

gradle_aware_make.PNG

Android Studio 默認為我們提供 Gradle-aware Make 。

如下面代碼，本質上去執行了 Gradle Tasks，在 Debug 環境下默認是assembleDebug , 如果用戶更改了 Build Variants 也會相應變化。

源代碼位置：android/android/src/com/android/tools/idea/gradle/run/MakeBeforeRunTaskProvider.java

private static BeforeRunBuilder createBuilder(@NotNull final ExecutionEnvironment env, 
                                              @NotNull final Module[] modules, 
                                              @NotNull final RunConfiguration configuration, 
                                              @Nullable final AndroidRunConfigContext runConfigContext, 
                                              @Nullable final String userGoal) {
    ...
        // 組裝 Gradle task：gradle[:"assemble" + compileType]
        if (deviceFutures == null || irContext == null) {
            return new DefaultGradleBuilder(gradleTasksProvider.getTasksFor(BuildMode.ASSEMBLE, testCompileType), BuildMode.ASSEMBLE);
        }
    ...
        return new InstantRunBuilder(getLaunchedDevice(targetDevices.get(0)), irContext, runConfigContext, gradleTasksProvider);
}

源代碼位置：android/android/src/com/android/tools/idea/gradle/project/build/invoker/GradleBuildInvoker.java

public void executeTasks(@NotNull final Request request) {
    ...
    // 真正執行 Gradle 命令
    final GradleTasksExecutor executor = this.myTaskExecutorFactory.create(request, this.myBuildStopper);
    final GradleTasksExecutor gradleTasksExecutor;
    final Runnable executeTasksTask = () -> {
        this.myDocumentManager.saveAllDocuments();
        gradleTasksExecutor.queue();
        return;
    };
    ...
}

APK Install & Launch Activity

源代碼位置：android/android/src/com/android/tools/idea/run/AndroidRunState.java

在構建完成之后，會回到 RunState 的執行階段，這一階段應該叫做部署 : InstantRun 相關邏輯，版本判斷，設備判斷，輸出日志，調用 pm 命令安裝 APK，喚起首屏等等。

參考資料

• Configure your build

• Build System Overview

• Building and Running

• build-workflow

• Run Configurations

• JetBrains/android

• 在 AndroidStudio 工程點擊 Run 按鈕， 實際上做了什么操作呢？

• 10分鐘了解Android項目構建流程

• APK構建原理解析

• Android構建過程分析--QQ音樂技術團隊