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環(huán)球要聞：插件化工程R文件瘦身技術(shù)方案 | 京東云技術(shù)團(tuán)隊2023-06-13 11:28:23 | 編輯：admin | 來源：博客園

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展及版本迭代，客戶端工程中不斷增加新的業(yè)務(wù)邏輯、引入新的資源，隨之而來的問題就是安裝包體積變大，前期各個業(yè)務(wù)模塊通過無用資源刪減、大圖壓縮或轉(zhuǎn)上云、AB實驗業(yè)務(wù)邏輯下線或其他手段在降低包體積上取得了一定的成果。

在瘦身的過程中我們關(guān)注到了R文件瘦身的概念，目前京東APP是支持插件化的，有業(yè)務(wù)插件工程、宿主工程，對業(yè)務(wù)插件包文件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)除了常規(guī)的資源及代碼外，R類文件大概占包體積的3%~5%左右，對宿主工程包文件進(jìn)行分析，R類文件占比也有3%左右。我們先后在對R類文件瘦身的可行性及業(yè)界開源項目進(jìn)行調(diào)研后，探索出了一套適用于插件化工程的R文件瘦身技術(shù)方案。

【資料圖】

理論基礎(chǔ)—R文件

R文件也就是我們?nèi)粘９ぷ髦薪?jīng)常打交道的R.java文件，在Android開發(fā)規(guī)范中我們需要將應(yīng)用中用到的資源分別放入專門命名的資源目錄中，外部化應(yīng)用資源以便對其進(jìn)行單獨維護(hù)。

外部化應(yīng)用資源后，我們可在項目中使用R類ID來訪問這些資源，且R類ID具有唯一性。

public class MainActivity  extends BaseActivity {    @Override    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);    }}

在android apk打包流程中R類文件是由aapt（Android Asset Packaing Tool）工具打包生成的，在生成R類文件的同時對資源文件進(jìn)行編譯，生成resource.arsc文件，resource.arsc文件相當(dāng)于一個文件索引表，應(yīng)用層代碼通過R類ID 可以訪問到對應(yīng)的資源。

R文件瘦身的可行性分析

日常開發(fā)階段，在主工程中通過R.xx.xx的方式引用資源，經(jīng)過編譯后R類引用對應(yīng)的常量會被編譯進(jìn)class中。

setContentView(2131427356);

這種變化叫做內(nèi)聯(lián)，內(nèi)聯(lián)是java的一種機制（如果一個常量被標(biāo)記為static final，在java編譯的過程中會將常量內(nèi)聯(lián)到代碼中，減少一次變量的內(nèi)存尋址）。

非主工程中，R類資源ID以引用的方式編譯進(jìn)class中，不會產(chǎn)生內(nèi)聯(lián)。

setContentView(R.layout.activity_main);

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是AGP打包工具導(dǎo)致的。具體細(xì)節(jié)，大家可以去查閱一下android gradle plugin在R文件上的處理過程。

結(jié)論：R類id內(nèi)聯(lián)后程序可運行，但并非所有的工程都會自動產(chǎn)生內(nèi)聯(lián)現(xiàn)象，我們需要通過技術(shù)手段在合適的時機將R類id內(nèi)聯(lián)到程序中，內(nèi)聯(lián)完成后，由于不再依賴R類文件，則可以將R類文件刪除，在應(yīng)用正常運行的同時，達(dá)到包瘦身目的。

插件化工程R文件瘦身實戰(zhàn)制定技術(shù)方案

目前京東Android客戶端是支持插件化的，整個插件化工程包含公共庫（是一個aar工程，用來存放組件和宿主共用的類和資源）、業(yè)務(wù)插件（插件工程是一個獨立的工程，編譯產(chǎn)物可以運行在宿主環(huán)境中）、宿主（主工程，提供運行環(huán)境）。在插件化的過程中為了防止宿主和插件資源沖突，通過修改插件packageId保證了資源的唯一性。由于公共資源庫、宿主是被很多業(yè)務(wù)依賴，對這兩個項目進(jìn)行改動評估影響涉及比較多，插件一般都是業(yè)務(wù)模塊自行維護(hù)，不存在被依賴問題，所以先在業(yè)務(wù)插件模塊進(jìn)行R類瘦身實踐。

對業(yè)務(wù)插件工程打出的包進(jìn)行反編譯以后，發(fā)現(xiàn)R類ID無內(nèi)聯(lián)現(xiàn)象，且R類文件具有一定的大小，對包內(nèi)的R文件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)R文件中僅包含業(yè)務(wù)自身的資源，不包含業(yè)務(wù)依賴的公共資源R類。

public View onCreateView(LayoutInflater paramLayoutInflater, ViewGroup paramViewGroup, Bundle paramBundle) {    this.b = paramLayoutInflater.inflate(R.layout.lib_pd_main_page, paramViewGroup, false);    this.h = (PDBuyStatusView)this.b.findViewById(R.id.pd_buy_status_view);    this.f = (PageRecyclerView)this.b.findViewById(R.id.lib_pd_recycle_view);}

結(jié)合對業(yè)界開源項目的調(diào)研分析，嘗試制定符合京東商城的技術(shù)方案并優(yōu)先在業(yè)務(wù)插件內(nèi)完成R類ID內(nèi)聯(lián)并刪除對應(yīng)的R文件。

1.通過transformapi 收集要處理的class文件

Transform 是 Android Gradle 提供的操作字節(jié)碼的一種方式，它在 class 編譯成 dex 之前通過一系列 Transform 處理來實現(xiàn)修改.class文件。

@Overridepublic void transform(TransformInvocation transformInvocation) throws TransformException, InterruptedException, IOException {super.transform(transformInvocation);//  通過TransformInvocation.getInputs()獲取輸入文件，有兩種//  DirectoryInpu以源碼方式參與編譯的目錄結(jié)構(gòu)及目錄下的文件//  JarInput以jar包方式參與編譯的所有jar包    allDirs = new ArrayList<>(invocation.getInputs().size());    allJars = new ArrayList<>(invocation.getInputs().size());    Collection inputs = invocation.getInputs();    for (TransformInput input : inputs) {        Collection directoryInputs = input.getDirectoryInputs();         for (DirectoryInput directoryInput : directoryInputs) {               allDirs.add(directoryInput.getFile());             }            Collection jarInputs = input.getJarInputs();         for (JarInput jarInput : jarInputs) {                allJars.add(jarInput.getFile());             }     }}

2.對收集到的.class文件結(jié)合ASM框架進(jìn)行分析處理

ASM是一個操作Java字節(jié)碼的類庫，通過ASM我們可以方便對.class文件進(jìn)行修改。

優(yōu)先識別R類文件，通過ClassVisitor訪問R.class文件，讀取文件中的靜態(tài)常量，進(jìn)行臨時變量存儲：

@Overridepublic FieldVisitor visitField(int access, String name, String desc, String signature, Object value) {    //R類中收集 public static final int 對應(yīng)的變量  if (JDASMUtil.isPublic(access) && JDASMUtil.isStatic(access) &&JDASMUtil.isFinal(access) &&JDASMUtil.isInt(desc)) {       jdRstore.addInlineRField(className, name, value);      }      return super.visitField(access, name, desc, signature, value);}

非R類文件，通過MethodVisitor識別到代碼中的R類引用，獲取引用對應(yīng)的值，進(jìn)行id值替換:

@Override    public void visitFieldInsn(int opcode, String owner, String name, String desc) {        if (opcode == Opcodes.GETSTATIC) {            //owner:包名;name:具體變量名;value:R類變量對應(yīng)的具體id值            Object value = jdRstore.getRFieldValue(owner, name);            if (value != null) {              //調(diào)用該api實現(xiàn)值替換                mv.visitLdcInsn(value);                return;            }        }        super.visitFieldInsn(opcode, owner, name, desc);    }

*注：以上代碼僅為部分示意代碼，非正式插件代碼。

在業(yè)務(wù)模塊引入R類瘦身插件后，業(yè)務(wù)模塊功能可正常運行，且插件包大小均有3%~5%不同程度的減少。

公共資源R類ID內(nèi)聯(lián)

由于在京東android客戶端代碼中，更多的資源文件集中在公共資源庫中，相對的公共庫生成的R類文件也更大，對編譯后的apk包內(nèi)容進(jìn)行分析后，公共資源庫的R類文件占比高達(dá)3%。

公共庫跟隨宿主一起打包，在宿主打包過程中引入R類瘦身插件，打包后的apk有明顯的減小，手機安裝apk后啟動首頁正常展示無問題，但在打開某些業(yè)務(wù)插件時，會有異常閃退現(xiàn)象，崩潰類型為R.x resource not found。對崩潰原因分析如下：業(yè)務(wù)插件代碼中使用了公共庫中的R類資源、插件打包流程獨立于宿主打包，在插件打包的過程中僅完成了業(yè)務(wù)模塊R類的內(nèi)聯(lián)，并沒有考慮到公共資源R類的內(nèi)聯(lián)，基于上述原因當(dāng)宿主打包過程完成R類文件刪除瘦身后，我們在運行某業(yè)務(wù)插件的過程中，自然就會報公共資源R類找不到的問題從而產(chǎn)生崩潰。

為了解決這個問題一開始的方案設(shè)想是增加白名單機制，keep住所有被業(yè)務(wù)模塊使用的公共資源，但很快這個想法就被推翻，公共資源存在本身就是希望各個業(yè)務(wù)模塊直接引用這部分資源，而不是自己定義，如果keep住的話，必然有很大一部分的資源無法刪減，瘦身的效果會大打折扣。

既然保留的方案并不合適，那就將公共資源R類id也內(nèi)聯(lián)到代碼中去。前面提到京東是支持插件化的，整個插件化方案是基于aura平臺實現(xiàn)的，我們向aura團(tuán)隊進(jìn)行了咨詢，然后get到了新的方案切入點。

aura平臺在插件化的過程中已通過aapt2引入了公共資源id固定的能力，在該能力下，已定義的公共資源id會一直固定(各個業(yè)務(wù)插件中引用的公共資源id一致)，且公共資源庫中已有的資源不可被其他模塊重復(fù)定義，否則會覆蓋之前已定義好的資源，基于上述的結(jié)果和規(guī)則，我們對之前的R文件瘦身gralde plugin功能進(jìn)行完善，將公共資源的R類id 內(nèi)聯(lián)到項目中。

利用appt2的-stable-ids和-emit-ids兩個參數(shù)實現(xiàn)固化資源id的功能，并將將固化后的ids文件命名為shared_res_public.xml存儲在公共資源庫中，業(yè)務(wù)插件依賴公共資源庫，在打包編譯的過程中aura會將shared_res_public.xml復(fù)制到業(yè)務(wù)工程臨時編譯文件夾intermediates下的指定位置并參與業(yè)務(wù)模塊的打包過程中，其文件內(nèi)容格式如下：

修改R文件瘦身gradle plugin 代碼，從指定位置讀取并識別這部分公共資源，按照的形式進(jìn)行變量存儲，并在后續(xù)過程中對業(yè)務(wù)模塊中的公共資源部分進(jìn)行id替換。

public Map parse() throws Exception {        if (in == null) {            return null;        }        DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();        DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();        Document doc = builder.parse(in);        Element rootElement = doc.getDocumentElement();        NodeList list = rootElement.getChildNodes();        ......        return resNode;    }}

R類資源id內(nèi)聯(lián)部分代碼如下：

public void visitFieldInsn(int opcode, String owner, String name, String desc) {        if (opcode == Opcodes.GETSTATIC) {            //優(yōu)先從業(yè)務(wù)模塊R類資源中查找            Object value = jdRstore.getRFieldValue(owner, name);            if (value != null) {                mv.visitLdcInsn(value);                return;            }           //從公共R類資源中查找            value = getPublicRFileValue(name);            if (value != null) {                mv.visitLdcInsn(value);                return;            }        }        super.visitFieldInsn(opcode, owner, name, desc);    }

該方案完善后，結(jié)合商詳業(yè)務(wù)插件進(jìn)行了驗證，在商詳及宿主均完成R文件內(nèi)聯(lián)瘦身后，商詳模塊業(yè)務(wù)功能可正常使用，無異常現(xiàn)象。

考慮到R文件內(nèi)聯(lián)瘦身gradle plugin是在打包編譯階段引入的，我們也統(tǒng)計了一下引入該插件以后對打包時長的影響，數(shù)據(jù)如下：

結(jié)合數(shù)據(jù)來看，引入R文件瘦身插件后對整體打包時長并無顯著影響。

至此，基于京東商城探索的插件化工程R文件瘦身gradle plugin就開發(fā)完成，目前已在部分業(yè)務(wù)插件模塊進(jìn)行了線上驗證，在功能上線以后我們也及時的進(jìn)行了崩潰觀測以及用戶反饋的跟進(jìn)，暫無異常問題。當(dāng)然圍繞R文件瘦身縮減包體積這個目的，開發(fā)人員有各種各樣的技術(shù)方案，上述方案不一定適用于所有的客戶端開發(fā)體系，另外后續(xù)也將圍繞包瘦身這一常態(tài)事務(wù)建設(shè)一系列的相關(guān)工具，介入工作當(dāng)中的各個階段，高效、有效的控制包體積的增長，如大家在瘦身方面有相關(guān)建議和想法也歡迎大家來一起討論。

參考文章：

Gradle Plugin：

https://docs.gradle.org/current/userguide/custom_plugins.html

Gradle Transform:

https://developer.android.com/reference/tools/gradle-api/7.0/com/android/build/api/transform/Transform

APK 構(gòu)建流程：

https://developer.android.com/studio/build/index.html?hl=zh-cn#build-process