APK 组成结构和体积优化策略

木易士心

发布于 2025-11-30 09:33:00

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好的，我们来详细分析 Android APK 的组成以及如何减小 APK 体积。这是 Android 开发中非常重要的优化环节。

一、 APK 组成结构

当你解压一个 APK 文件时，会看到类似这样的结构：

app.apk
├── AndroidManifest.xml      # 二进制格式的清单文件
├── classes.dex              # 编译后的代码
├── resources.arsc           # 编译后的资源索引表
├── res/                     # 资源文件（图片、布局等）
├── assets/                  # 原始资源文件
├── lib/                     # 原生库（.so 文件）
│   ├── arm64-v8a/
│   ├── armeabi-v7a/
│   └── x86/
└── META-INF/               # 签名信息

二、各组成部分详解

1. DEX 文件 (classes.dex, classes2.dex…)

内容：编译后的 Java/Kotlin 代码
占比：通常 20-40%
特点：方法数超过 65536 时会生成多个 dex 文件

2. 资源文件 (res/)

内容：图片、布局、字符串、颜色等
占比：通常 30-60%
分类：
- 可绘制资源（PNG, JPEG, WebP, Vector）
- 布局文件（XML）
- 值文件（strings, colors, dimens）

3. 原生库 (lib/)

内容：C/C++ 编译的 .so 文件
占比：依赖第三方库数量
架构：
- armeabi-v7a：32位 ARM
- arm64-v8a：64位 ARM
- x86, x86_64：Intel 架构

4. 资源索引表 (resources.arsc)

内容：所有资源的索引和配置
作用：快速根据资源 ID 查找对应资源

5. Assets

内容：原始文件（字体、配置文件、游戏资源等）
特点：不会编译，原样打包

6. AndroidManifest.xml

内容：应用配置信息
特点：编译为二进制格式

三、 APK 体积优化策略

1. 代码优化

启用代码压缩和混淆

// app/build.gradle
android {
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled true      // 启用代码压缩
            shrinkResources true    // 移除无用资源
            proguardFiles getDefaultProguardFile(
                'proguard-android-optimize.txt'
            ), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

配置 ProGuard/R8 规则

# proguard-rules.pro
# 保留必要的类和方法
-keep class com.example.model.** { *; }
-keep class * implements android.os.Parcelable {
    public static final android.os.Parcelable$Creator *;
}

# 移除日志代码
-assumenosideeffects class android.util.Log {
    public static *** d(...);
    public static *** v(...);
    public static *** i(...);
}

使用 D8 编译器

android {
    // D8 是默认编译器，生成更小的 DEX 文件
    buildFeatures {
        dexingPreview true
    }
}

2. 资源优化

移除无用资源

android {
    buildTypes {
        release {
            shrinkResources true
        }
    }
}

手动检查并移除：

# 使用 Lint 查找无用资源
./gradlew lint

图片资源优化

使用 WebP 格式

# 转换 PNG 到 WebP（通常减少 30% 体积）
# 在 Android Studio 中右键图片 → Convert to WebP

使用矢量图（Vector Drawable）

<!-- 代替多套 PNG，一个文件适配所有分辨率 -->
<vector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:width="24dp"
    android:height="24dp"
    android:viewportWidth="24"
    android:viewportHeight="24">
    <path android:fillColor="#FF000000"
          android:pathData="M19,13h-6v6h-2v-6H5v-2h6V5h2v6h6v2z"/>
</vector>

配置图片资源限制

android {
    defaultConfig {
        // 只保留特定分辨率的图片
        resConfigs "en", "zh", "xxhdpi"
    }
}

优化资源引用

<!-- 避免 -->
<resources>
    <string name="app_name">My App</string>
    <string name="welcome_message">Welcome to My App</string>
</resources>

<!-- 推荐：使用字符串格式化 -->
<string name="welcome_message">Welcome to %s</string>

3. 原生库优化

配置支持的 ABI

android {
    defaultConfig {
        ndk {
            // 只打包主流架构
            abiFilters 'arm64-v8a', 'armeabi-v7a'
        }
    }
    
    // 或者分架构打包
    splits {
        abi {
            enable true
            reset()
            include 'arm64-v8a', 'armeabi-v7a'
            universalApk false
        }
    }
}

评估是否需要原生库

检查是否真的需要 JNI 代码
考虑使用纯 Java/Kotlin 替代方案

4. 使用 Android App Bundle

AAB vs APK：

AAB：上传到 Play Store，Google 为不同设备生成优化后的 APK
APK：通用包，包含所有资源

android {
    bundle {
        language {
            // 启用语言拆分
            enableSplit = true
        }
        density {
            // 启用密度拆分
            enableSplit = true
        }
        abi {
            // 启用 ABI 拆分
            enableSplit = true
        }
    }
}

5. 功能模块化

使用动态功能模块

// build.gradle (动态功能模块)
apply plugin: 'com.android.dynamic-feature'

android {
    // 配置按需下载
    dynamicFeatures = [":feature_payment"]
}

延迟加载非核心功能

// 检查功能模块是否已安装
val manager = SplitInstallManagerFactory.create(context)
val request = SplitInstallRequest.newBuilder()
    .addModule("feature_payment")
    .build()

manager.startInstall(request)

6. 其他优化策略

优化资源配置

android {
    aaptOptions {
        // 不压缩已有压缩格式的文件
        noCompress 'pdf', 'mp4', 'ogg'
        // 启用 cruncher 处理
        cruncherEnabled = true
    }
}

使用资源别名

<!-- 避免重复资源 -->
<resources>
    <item name="primary_color" type="color">@color/blue_500</item>
    <item name="secondary_color" type="color">@color/blue_300</item>
</resources>

四、分析和监控工具

1. APK 分析器 (Android Studio)

位置：Build → Analyze APK 功能：可视化分析 APK 组成

2. Gradle 分析任务

# 分析依赖树
./gradlew app:dependencies

# 分析构建时间
./gradlew build --profile

3. 自定义体积监控

// 在 build.gradle 中添加体积检查
android {
    applicationVariants.all { variant ->
        variant.outputs.all { output ->
            def size = output.outputFile.length() / (1024 * 1024)
            println "APK size: ${size} MB"
            
            if (size > 100) {
                throw new GradleException("APK size exceeds 100MB limit!")
            }
        }
    }
}

五、实践总结

优化类别	具体措施	预期效果
代码	ProGuard/R8 混淆压缩	减少 20-40%
资源	WebP/矢量图 + 资源压缩	减少 30-60%
原生库	ABI 过滤 + 架构拆分	减少 50-80%
分发	Android App Bundle	减少 15-50%
架构	动态功能模块	核心包减少 40-70%