【效能優化】也談APK瘦身
APK瘦身即是對APK大小進行壓縮策略，減小APK安裝包大小，更小的安裝包更有助於吸引使用者安裝。前一段時間我司某一App進行APK的瘦身，最終也達到了減小10M的目標，現做一個簡單的總結記錄。
如何著手這個問題？
需要對一個App進行瘦身，首先最重要的就是對App大小有一個大致的瞭解，最直觀看到App的大小就是通過Android Studio自帶的Analyzer進行APK的分析。使用方法：
1、將一個apk拖動到Android Studio的編輯器視窗 2、在Project視窗中，雙擊build/output/apks/目錄下的apk 3、在選單欄中選擇選擇Build > Analyze APK，然後選擇要分析的apk 複製程式碼
獲取如上圖1所示的APK Size分析圖之後，我們就可以針對這裡面的目錄進行鍼對性的優化。
如圖最上方所示的APK Size就是我們應用打包之後的大小，Download Size則是上傳到Google Play之後，使用者下載的大小。所以我們一般可以只針對前一項的APK Size進行對比。
分析問題，發掘優化點
從上圖Analyzer可以發現，一個APK主要包含如下目錄:
- lib ：包含了一些區分於處理器的編譯程式碼，主要是SO檔案，一般裡面包含很多子目錄，例如armeabi, armeabi-v7a, arm64-v8a, x86, x86_64, and mips。
- res ：包含了一些不會被編譯到resources.arsc的資原始檔。如drawable檔案、layout檔案等。
- assets ：包含了一些通過AssetManager能夠檢索到的資源。如MP3、字型、webp等資原始檔。
- META-INF ：包含了CERT.SF和CERT.RSA簽名檔案，還有MANIFEST.MF檔案。
除此之外，還包含了如下的檔案：
-
resources.arsc：包括了所有可以被編譯的位於res/values/目錄下的XML資源。打包工具在打包過程中會把XML的內容編譯成二進位制的形式，亦或者把相關資源的引用路徑編譯成二進位制，然後整合到該檔案裡面。例如string檔案、layout的路徑、圖片的路徑等。
-
classes.dex：包含了所有的Java檔案編譯後的class檔案，class檔案最終轉化成該dex檔案。一般檔案都比較大，有的App有幾個dex檔案，這是因為單個DEX檔案限制方法數在65536，所以當代碼量過大時，就需要通過multiDex進行分包，拆分成多個dex檔案，解決這個問題。
-
AndroidManifest.xml：整合了多個module的AndroidMainifest檔案的許可權、宣告等配置到該檔案。
知道了APK的組成部分，那麼我們就可以針對這些檔案/資料夾進行鍼對性的優化，每個App都不一樣，但是方法都是大同小異，本文講述瘦身策略也是針對這些目錄和檔案進行優化，這樣可以顯得更加有條理性。
1. lib目錄優化
Android系統現在支援7種CPU架構，每一種都關聯著對應的ABI（二進位制介面，Application Binary Interface），而每一種ABI都定義了二進位制檔案（尤其是.so檔案）如何執行在相應的系統平臺上，從使用的指令集，記憶體對齊到可用的系統函式庫等。所以如果我們的App需要適配不同的CPU架構的話，如下圖2所示，就需要放入不同架構的資料夾下都放入不同的so檔案，在打包時，這些so都會放在lib目錄下。由此，如果我們想減小lib目錄的大小，無非就如下一些常見的策略。
- so裁剪、刪除
對App引入的so檔案進行確認哪些是不需要的，哪些是可以進行裁剪壓縮的，哪些是可以避免引入的。例如如果引入的so需要下載上傳功能而多引入了一個cURL庫導致so增大，這時就可以讓Java層程式碼定義介面，讓so來呼叫，從而避免引入cURL庫；再如Fresco庫，如果不需要webP圖，或者不需要webP動圖功能，然後減少Fresco庫的依賴，同樣可以減小so的大小。
- 只保留armeabi或者armeabi-v7a
Android系統現在支援很多種CPU架構（如mips、arm、x86等），市面上主流機型都是arm架構，x86和mips型別極少。所以可以有選擇地保留某些架構的so，從而降低lib資料夾的大小。但是我建議你在開始前先對使用者手機的cpu型號進行一次統計，分析自身App對應架構手機的佔有率，這樣你才能大膽的進行操作，一般只保留armeabi或者armeabi-v7a即可。操作也是比較簡單，只需要在根目錄的build.gradle下配置：
android {
buildTypes {
ndk {
abiFilters "armeabi-v7a"
}
}
}
複製程式碼
如果你的App需要支援多種架構，那麼就可以在 abiFilters 裡面把多種架構加進去，當然你也可以只保留一種，然後分渠道打包，如Google Play就支援arm和x86等多個渠道打包。
2.res目錄優化
res目錄一般也是佔APK Size大頭的一個目錄，如下圖，這個目錄一般都是圖片資源佔空間比較多，尤其當App為了適配多種解析度而存放了多套圖時，這時候就會導致res目錄打下會非常大。而這個目錄的優化方式也是比較多，下面就簡單列舉一下：
- 只保留一套圖
因為Android裝置在載入圖片時會優先載入對應解析度資料夾下的圖片，如果對應解析度檔案下沒有所要的圖片，則找高解析度對應資料夾下的圖片。那是不是我們把圖片放在最高解析度的資料夾下就可以了呢？不是的！因為如果這樣會導致低解析度手機載入圖片時會消耗更多的記憶體，而且是指數級別增長的，所以如果盲目地放在一個目錄是不合適的。目前不同解析度對應優先載入的資料夾中圖片如下，如果是針對國內使用者的App可以只保留xxhdpi目錄，而如果是東南亞市場的App則可以只保留xhdpi。
320*240ldpi 480*320mdpi 800*480hdpi 1280*720xhdpi 1920*1080xxhdpi 複製程式碼
- 非重要圖片動態載入
針對一些非重要的圖片，可以選擇動態線上載入，嚴格來說，非首頁的圖片都可以動態載入，當然，為了提升使用者體驗，我們會把圖片放在本地。但是，一些使用場景非常小或者大小較大的圖片，大膽刪掉，選擇動態載入吧！
- 保真壓縮圖片
可以使用一些圖片壓縮網站或者工具壓縮你的資原始檔吧，例如TinyPng、ImageOptim、Zopfli、智圖等。
- 使用webp替換png
如果你的App只支援Android4.0以上的話，可以把png格式的圖片轉為webp，相同畫質下體積更小。
- 使用lint刪除無用資源
在多人開發過程中，通常都會有漏刪無用資源的問題，圖片資源也不例外，例如需要刪除一個模組的程式碼時，很容易就會漏刪資原始檔，所以可以定期使用lint檢測出無用的資原始檔，原理這裡不作介紹，使用方法非常簡單，可以直接在AS裡面使用，如下圖所示。注意：lint檢查出來的資源都是無直接引用的，所以如果我們通過getIdentifier()方法引用檔案時，lint也會標記為無引用，所以刪除時注意不要刪除通過getIdentifier()引用的資源。
Analyze -> Run Inspection by Name -> 輸入：Unused resources -> 跳出彈框選擇範圍即可 複製程式碼
- 開啟shrinkResources
shrinkResources是在編譯過程中用來檢測並刪除無用資原始檔，也就是沒有引用的資源，minifyEnabled 這個是用來開啟刪除無用程式碼，比如沒有引用到的程式碼，所以如果需要知道資源是否被引用就要配合minifyEnabled使用，只有兩者都為true時才會起到真正的刪除無效程式碼和無引用資源的目的。開啟方式也是非常簡單，在build.gralde檔案裡面開啟即可：
android {
buildTypes{
minifyEnabled true
shrinkResources true
}
}
複製程式碼
3.assests目錄優化
assests目錄存放的通常是一些通過AssetManager能夠檢索到的資源，包括MP3、視訊、字型、webp的資源，各個App存放內容都很大不相同，列舉一些常用的優化方案。
- 刪除無用字型
中文字型一般都比較大，因為字型檔案包含了中文好幾千個漢字，但是我們實際上在App中並不會全部都使用，甚至我們只用到其中的幾個字，這時候我們就可以把字型檔案進行刪減，在Github上面有一個字型提取工具 FontZip ，使用方法也是非常簡單，有興趣可以去star一下。
- 動態下載
一些MP3、視訊、Webp等資源可以在使用到時再進行下載，不需要放在本地。
- 對資源進行壓縮
一些MP3、視訊、Webp等資源如果必須放在本地，可以壓縮成zip檔案或者使用7zip進行壓縮，在使用到時再進行解壓，減小空間的佔用。
4.META-INF目錄
該目錄下的MANIFEST.MF、CERT.SF、INDEX.LIST、CERT.RSA等檔案主要是存放一些APK檔案加密後的資訊，用以校驗APK的完整性和安全性，這個目錄沒有太好的優化方式，而且檔案一般也比較小，不會超過1M。
5.resources.arsc檔案壓縮
這個檔案包含所有可以被編譯的位於res/values/目錄下的XML資源，如下圖5所示是淘寶APK的resources.arsc檔案，像圖片的引用名字、layout檔案的引用名字、string資源等都被編譯到了這個檔案裡面。
所以如果我們需要對resources.arsc檔案進行優化，無非就是對路徑名字進行混淆，刪除無用的資源對映，前者可以使用AndResGuard，後者可以使用lint等進行檢測。
- 刪除無用的語言
大部分應用都不需要支援幾十種上百種語言，所以在我們引用一些第三方庫時（如Google、Facebook的庫），它們往往帶有上百種多語言資源，而大部分多語言對於我們自己的應用是沒有用處的，我們只需要在 build.gralde 裡面進行如下配置即可完成無用語言資源的刪除，這樣在打包的時候就會排除私有專案、android系統庫和第三方庫中非中文的資原始檔了，效果還是比較顯著的。
android {
//...
defaultConfig {
// 只保留中文
resConfigs "zh"
}
}
複製程式碼
- 使用AndResGuard壓縮
AndResGuard 是一個幫助你縮小APK大小的工具，他的原理類似Java Proguard，但是隻針對資源。他會將原本冗長的資源路徑變短，例如將res/drawable/wechat變為r/d/a。詳細使用方法參照Github，很簡單有效地減小resources.arsc檔案大小。如下圖6和圖7所示，圖6是壓縮前的效果，圖7是壓縮完的效果，如果是資源比較多的App，壓縮效果也是立竿見影。
使用方法也是非常簡單，在 build.gradle 檔案中進行如下配置即可：
andResGuard {
mappingFile = null
use7zip = true
useSign = true
keepRoot = false
whiteList = [
//for your icon
"R.drawable.icon",
//for fabric
"R.string.com.crashlytics.*",
//for umeng update
"R.string.umeng*",
"R.string.UM*",
"R.layout.umeng*",
"R.drawable.umeng*",
//umeng share for sina
"R.drawable.sina*"
]
compressFilePattern = [
"*.png",
"*.jpg",
"*.jpeg",
"*.gif",
"resources.arsc"
]
sevenzip {
artifact = 'com.tencent.mm:SevenZip:1.1.9'
//path = "/usr/local/bin/7za"
}
}
複製程式碼
6.dex檔案壓縮
Dalvik是Android平臺執行時的環境，但是Dalvik虛擬不支援直接執行Java的位元組碼，所以會對編譯生成的 .class 檔案進行翻譯、重構、解釋、壓縮等處理，這個處理過程是由 dx 進行處理，處理完成後生成的產物會以 .dex 結尾，稱為Dex檔案。
像淘寶、微信這些App，如果我們分析它們的APK可以發現，它們有多個Dex檔案，如下圖8所示，這是因為單個Dalvik Excutable（DEX）位元組碼檔案內的方法數不可以超過65536個，所以需要DEX分包配置來避免這個限制，使應用能夠構建並讀取DEX檔案。
- Proguard程式碼混淆
Proguard是一款免費的Java類檔案壓縮器、優化器和混淆器，Android Studio已經集成了這個工具，只要經過簡單的配置，即可完成，如下程式碼所示，在build.gradle裡面設定 minifyEnabled 為ture，同時在 proguardFiles 指向proguard的規則檔案即可。
android {
buildTypes{
minifyEnabled true
proguardFiles 'proguard.cfg'
}
}
複製程式碼
總結
App瘦身是一個長期的過程，建議可以進行每個版本對APK大小進行監控，列出增加和減小的點，做到持續的統計和追蹤，從而給公司帶來效益。