APK瘦身实践之旅——启动篇

作者：coder_pig
转载地址：https://juejin.cn/post/7135343555664412679

引言

很久之前就想写这个系列了，APK体积优化的文章收集了一大堆，却一直没动手去尝试，手痒得很。

系列文章定位：整合大厂、大佬给出的瘦身方案，结合公司APP实际情况做APK瘦身的 实践记录。

本节是 启动篇，包含：做APK瘦身的原因、公司APP现状、APK组成及分析工具，非常轻松~

1、做APK瘦身的原因

提高下载转化率：包体积越小，用户等待下载时间越短，转化成功率越高；
提高更新率：推动业务快速落地；
降低渠道推广成本：手机厂商合作预装，App越大单价越高；
性能影响：体积增大会导致：安装时间变长，占用更多运行时内存、ROM空间；
笔者附加观点：技术门槛低，弱业务关联，按流程优化即可，效果直观，毕竟APK体积变化肉眼可见；

2、公司APP现状

随着业务拓展，我司APP变得愈发臃肿，一个业务并不算复杂的APP，APK体积竟然达到了 86.18MB，令人费解。

记得两年前刚接盘时才50多MB，尝试通过 每个版本的大小比对 + Git对应版本的提交记录，定位到应用体积激增的原因。

接下来只需拿到每个版本的APK大小，对比前后相差较大的版本，拿到版本号再查对应版本都新增了啥即可，简单。

接着让后端童鞋导一份每个版本的APK信息即可，然而，得到一句回复：数据库没存 APK大小 这个字段！

所以，我得把每个版本的APK下载到本地，然后一个个看大小，然后手动录入到Excel里？

按照一个平均50MB来算，我得下8.88G这玩意，浪费时间不说，还占我硬盘空间，我TM只想获取 APK大小 而已啊！有没有办法，不下文件，直接从URL获取文件大小啊？

当然有：发起HEAD请求 → 响应头Content-Length → 文件大小，直接手写出模拟请求代码：

import requests as rq
import cp_utils

in_file = "apk_download_infos.txt"# 输入文件，每行内容：版本号\t下载地址
out_file = "apk_version_infos.txt"# 输出文件
headers = {
    'Referer': 'https://xxx',# 有些CDN会防盗链，直接抠下载APK的根URL即可
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML,like Gecko) '
                  'Chrome/83.0.4103.97 Safari/537.36 ',}

# APK信息实体类
classApkInfo:
    def__init__(self,version,size):
        self.version = version
        self.size = size

    defto_str(self):
        return self.version + "\t" + str(self.size)

# 获取APK大小
deffetch_apk_size(version,url):
    global apk_download_infos
    with rq.head(url,headers=headers) as resp:
        if resp isnotNone:
            status_code = resp.status_code
            print("请求：" + url + " → " + str(status_code))
            # 重定向，获取响应头里的Location，再次访问
            if status_code == 301or status_code == 302:
                location = resp.headers.get("Location",None)
                if location:
                    fetch_apk_size(version,location)
            # 200 说明成功，获取响应头里的Content-Length字段，进行换算，写入APK信息
            elif status_code == 200:
                content_length = resp.headers.get('Content-Length',None)
                if content_length:
                    apk_version_infos.append(ApkInfo(version,'%.2f' % (int(content_length) / 1024 / 1024)).to_str())
            # 404 文件不存在，大小设置为-1
            elif status_code == 404:
                apk_version_infos.append(ApkInfo(version,-1).to_str())
            else:
                print("异常状态码：" + str(status_code))

if __name__ == '__main__':
    apk_version_infos = []
    # 按行读取输入文件中的下载信息 -> 列表
    apk_download_infos = cp_utils.load_list_from_file(in_file)
    # 遍历列表
    for apk_download_info in apk_download_infos:
        # 通过\t分割版本号和下载地址
        apk_download_info_splits = apk_download_info.split("\t")
        if apk_download_info_splits isnotNoneand len(apk_download_info_splits) > 1:
            apk_version,apk_url = apk_download_info_splits[0],apk_download_info_splits[1]
            fetch_apk_size(apk_version,apk_url)
    cp_utils.write_list_data(apk_version_infos,out_file)

运行结果如下：

如愿拿到每个版本大小，接着写脚本定位到体积剧增的版本，判定条件：前后体积差≥10MB

def analysis_app_version():
    version_info_list = cp_utils.load_list_from_file(out_file)
    for index,version_info in enumerate(version_info_list):
        if 0 < index < len(version_info_list):
            cur_version,cur_size = version_info.split("\t")
            before_version,before_size = version_info_list[index - 1].split("\t")
            if float(cur_size) > 0 and float(before_size) > 0:
                increase_size = int(float(cur_size) - float(before_size))
                if increase_size >= 10:
                    print("从 %s -> %s 版本体积剧增：%smb" % (before_version,cur_version,str(increase_size)))
复制代码

运行结果如下：

接着拿着这两个版本号去找git commit记录，不禁感慨发release包后打tag的重要性，找到我眼花…

最后发现，这两个版本变动分别对应：集成高德地图SDK+VR相机SDK、云信SDK升级+集成华为推送SDK。

了解到体积激增的原因，心里有个底，后续肯定是要对这方面做优化的，拭目以待~

3、APK组成及分析工具

了解下APK组成是具体优化技巧的前置知识，分析工具AS内置的Analyzer其实够用了，当然了解多几个工具也无妨~

① AS内置APK分析工具——Analyzer

方便易用，直接把APK文件拖到AS中，双击即可查看：APK组成(大小、占比)，dex文件组成 等：

点击右上角 Compare with previos APK 选中旧版本APK与当前版本APK对比，可以看到各部分组成的大小变化：

② APK组成简述

以我司APP为例：

只介绍APK的常见组成部分（APP迭代了好几年，经过好几代人的添砖加瓦，零碎东西较多）

libs：so文件，各种CPU架构平台(x86、armeabi等)；
res：编译后的资源文件(drawable、layout等，不包含values目录)，通过R.xxx.id引用；
assets：不需编译处理的资源文件，如字体、音频等，使用AssetManager检索；
classes(n).dex：java → 编译生成.class → dx编译生成class.dex → 方法数限制拆分成多个dex；
META-INF：应用签名相关信息；
resources.arsc：编译后的二进制资源文件，包含配置信息的资源查询表，链接代码与资源文件；
AndroidManifest.xml：应用清单文件，描述应用基本信息：包名、应用id、应用组件、所需权限、设备兼容性等。
kotlin：编译后的kotlin库文件，如反射reflect、协程coroutines、集合collection等；

行吧，有个大概的认知就行了~

③ 二进制检查工具——ClassyShark

Github仓库：github.com/google/andr…

支持查看：可执行文件(apk、jar、class)、库文件(dex、aar、so) 和 Android二进制XML 文件内容。

算是对Analyzer的补充，除此之外有两个亮点：查看dex的方法数及文件大小 + 方法数及环形统计界面

用法简单，下载 ClassyShark.jar，双击打开，把APK拖进去即可。

④ Matrix-Android-ApkChecker

微信终端自研和正在使用的一套APM系统，Matrix-ApkChecker 是针对android开发包的分析检测工具，根据一系列设定好的规则检测apk是否存在特定的问题，并输出较为详细的检测结果报告，用于分析排查问题以及版本追踪。包含两部分Task：

简单归纳下：

① 安装基础信息扫描 → 通过.apk拿到：APK全局信息，是否资源混淆，类、方法、R类及field数目；
② 特定问题扫描 → 文件大小排序，不含alpha通道的png，冗余文件、未使用资源、未使用assets文件、是否包含多个ABI的so库，so库是否静态链接STL、未裁剪so库。

官方文档只是看起来内容很多，其实大部分是 配置项 的讲解，用到再查。ApkChecker用法很简单，首先得搞个 ApkChecker.jar，如果文档中链接失效可以到 mvnrepository 下载：

下载完可以将包重命名为 ApkChecker.jar，随便找个apk，打开终端键入下述命令试试：

java -jar ApkChecker.jar --apk D:\Test\release.apk

目录下可看到生成的release.html文件，部分内容如下：

可以按需在命令行补上配置项，不过这种方式麻烦且易出错，建议将配置项都写到一个json文件中，然后使用下述命令调用：

java -jar ApkChecker.jar --config xxx.json(配置文件的绝对路径)

如果想偷懒，连命令行都不想打开，Windows下可以写个.bat，linux/mac下可以写个shell，以windows为例：

start cmd /k "cd /d D:\Test\ && java -jar ApkChecker.jar --config config.json"

双击即可执行脚本，后续改动只需修改json配置文件内容。另外，官方给了一个配置模板，粘贴复制，按需修改即可~

{
  "--apk":"/Users/williamjin/SampleApplication/app/build/outputs/apk/release/AndResGuard_app-release-unsigned/app-release-unsigned_unsigned.apk","--mappingTxt":"/Users/williamjin/SampleApplication/app/build/outputs/mapping/release/mapping.txt","--resMappingTxt":"/Users/williamjin/SampleApplication/app/build/outputs/apk/release/AndResGuard_app-release-unsigned/resource_mapping_app-release-unsigned.txt","--output":"/Users/williamjin/SampleApplication/app/build/outputs/apk-checker-result","--format":"mm.html,mm.json","--formatConfig":
  [
    {
      "name":"-countMethod","group":
      [
        {
          "name":"Android System","package":"android"
        },{
          "name":"java system","package":"java"
        },{
          "name":"com.tencent.test.$","package":"com.tencent.test.$"
        }
      ]
    }
  ],"options": [
    {
      "name":"-manifest"
    },{
      "name":"-fileSize","--min":"10","--order":"desc","--suffix":"png,jpg,jpeg,gif,arsc"
    },{
      "name":"-countMethod","--group":"package"
    },{
      "name":"-checkResProguard"
    },{
      "name":"-findNonAlphaPng","--min":"10"
    },{
      "name":"-checkMultiLibrary"
    },{
      "name":"-uncompressedFile",{
      "name":"-countR"
    },{
      "name":"-duplicatedFile"
    },{
      "name":"-checkMultiSTL","--toolnm":"/Users/williamjin/Library/Android/sdk/ndk-bundle/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-nm"
    },{
      "name":"-unusedResources","--rTxt":"/Users/williamjin/SampleApplication/app/build/intermediates/symbols/release/R.txt","--ignoreResources"
      :["R.raw.*","R.style.*","R.attr.*","R.id.*","R.string.ignore_*"
      ]
    },{
      "name":"-unusedAssets","--ignoreAssets":["*.so" ]
    },{
      "name":"-unstrippedSo","--toolnm":"/Users/williamjin/Library/Android/sdk/ndk-bundle/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-nm"
    }
  ]
}

贴心Tips：

windows文件路径示例 → C://Test/release.apk
–mappingTxt → 文件取自你自己的项目，做了代码混淆才有此文件：mapping.txt；
–resMappingTxt → 文件取自你自己项目，用AndResGuard做了资源混淆才有此文件：resguard-mapping.txt；
–rTxt → 文件取自你自己的项目，目录：build/intermediates/runtime_symbol_list/xxxRelease/R.txt；
–toolnm → 文件在ndk目录下：toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/电脑系统/bin/arm-linux-androideabi-nm，windows需加上.exe后缀！
mm.html 和 mm.json 是微信使用的自定义输出格式，也可改为html或json；

扫描完毕会输出 apk-checker-result.html 文件，打开即可查看扫描结果：

扫描结果，也给我们指明了一些优化方向：

① 未进行代码混淆，可以做下混淆；
② 未进行资源混淆，可以使用AndResGuard做混淆；
③ 不含alpha通道的png，可以转成jpg、webp等减少文件大小；
④ 未压缩文件考虑下是否进行压缩；
⑤ 重复冗余文件考虑下是否需要删除；
⑥ 未使用资源、assets中的文件考虑下是否需要删除；
⑦ 编译后代码中对资源的引用都会优化成int常量，除了R.styleable外，其他R类都可以删除；
⑧ SO库：能裁剪的做下裁剪，多个动态库静态链接了STL的可改为动态链接；

当然，Martix的玩法不仅限于此，可以试试将采集的数据上报，对APP性能指标进行监控和可视化，如：

《基于Prometheus+Grafana+Matrix构建的Android性能监控方案实践》

⑤ 反编译工具——Apktool

Apktool官网点击右上角 Current Version 下个jar包，然后直接键入反编译命令：

java -jar apktool.jar apktool d release.apk

静待反编译完成，生成文件夹内容如下：

可以看到 classes(n).dex 文件被反编译成 smali 文件，关于smali在Android官网并无相关介绍，而在开源项目 JesusFreke/smali 的README中这样写到：

smali/baksmali is an assembler/disassembler for the dex format used by dalvik,Android’s Java VM implementation. The syntax is loosely based on Jasmin’s/dedexer’s syntax,and supports the full functionality of the dex format (annotations,debug info,line info,etc.)

抠脚翻译：smali/baksmali 是针对 dalvik 使用的 dex 格式的汇编/反汇编器，语法基于 Jasmin’s/dedexer，支持dex 格式的全部功能（注释，调试信息，行信息等）。

可以理解为：smali文件 ≈ Dalvik字节码文件，Apktool就是调用这个工程生成的jar包来将dex反编译成smali的。

修改生成的smali代码再 重新打包，即可修改APK的原有逻辑，因而能读懂smali代码对Android逆向非常重要。

如果不想学习smali语法，又想阅读源码，可以使用下述工具将smali/dex转换为java代码 (选择其一即可)：

jadx → 推荐！支持直接打开apk、dex的反编译工具，jd-gui直接有界面。
dex2jar (将解压apk后的dex转换为jar，命令行：d2j-dex2jar.bat classes.dex) + jd-gui (查看jar包的工具)
Smali2Java → 将smali转换为java，适用于带有行数和变量别名信息的smali文件，有图形化的界面的Apktool。

⑥ 收费——APP性能测试网站

如题，将APK上传到这类站点，待其分析完毕生成APK分析报告，开发者再根据报告定位到具体的优化点。

很多APK优化文章提到的 nimbledroid 现在是要钱的，费用在5-50刀不等，已被 HeadSpin 收购。

国内好像没看到类似的站点，有知道的读者欢迎在评论区补充，感谢~

为了帮助到大家更好的掌握性能优化相关知识点，这准备了性能优化知识点汇总和Android 性能监控框架的学习文档，中间记录了启动优化、内存优化、UI优化……等知识点，可谓是很全面了，↓↓↓

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内功心法不是一天两天就可以修炼出来的，而是需要每天的坚持，技术提升也是如此。所以最好的速成修炼方法就是每天学习一点，日积月累后就会发现自己进步的效果。

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_61845324