Android性能优化-减小APK大小

前言

用户通常会避免下载比较大的应用，特别是连接到2G和3G网络，或者按流量收费的设备。这篇文章描述了如何减小apk的大小，帮助你让更多的用户下载你的app。

一理解APK的结构

在讨论如何减小apk大小之前，理解apk的结构很有必要。一个APK文件包括一个ZIP 文件，该ZIP包含app的所有文件。包括java 字节码文件，资源文件和一个包含了编译后的资源文件。APK包含以下目录：

META-INF/:包含了CERT.SF 和 CERT.RSA 签名文件, 以及 MANIFEST.MFmanifest 文件.
assets/: 包含了app的assets，app可以通过 AssetManager 对象获取到这些资源
res/: 包含了那些没有被编译到 resources.arsc的资源
lib/: 包含了用于软件处理器的编译代码，该目录包含一个子目录，针对不同平台： armeabi, armeabi-v7a, arm64-v8a, x86, x86_64, and mips.

一个APK也包含了下面的文件，但只有 AndroidManifest.xml 是强制性的

resources.arsc:

包含了编译后的资源。该文件包含了 res/values/文件夹下的所有XML内容。打包工具抽取了XML内容，将它编译成二进制格式，并且进行了压缩。该内容包括language strings和styles，以及未直接包含在resources.arsc 文件中的内容路径。比如layout文件和图片。
classes.dex:

包含可以被Dalvik/ART 识别，以dex文件格式编译后的代码
AndroidManifest.xml:

包含了Android核心mainfest文件。该文件罗列了app名字，版本，访问权限，和引用的library文件。该文件采用二进制XML格式。

二减少资源的数量和大小

APK的大小对app的加载速度以及内存的使用和电量消耗都有影响。一种减小APK大小的最简单方法就是减少APK的资源文件数量和大小。也可以移除那些app不再使用的资源，或者使用可扩展的 Drawable 对象替代图片文件。这部分讨论了这些方法，以及其它几种减小app资源以便最终达到减小APK总体大小的其它方法。

移除无用资源

使用 lint 工具,AndroidStudio中的一个静态的代码分析工具。可以检测res/ 目录下那些没有被引用的资源. 当 lint工具发现了项目中潜在的无用资源，就会打印类似如下的信息：

res/layout/preferences.xml: Warning: The resource R.layout.preferences appears

to be unused [UnusedResources]

注意: lint 工具不能够扫描assets/ 目录, assets 资源是通过反射的方式引用的，或者app中引用的其它library 文件。但lint并不会移除资源，它只会提示它们的存在。

你引入的Libraries有可能引入了无用的资源。Gradle可以通过在 build.gradle 文件中开启shrinkResources 来帮你自动的移除这些资源：

android {

// Other settings

buildTypes {

release {

minifyEnabled true

shrinkResources true

proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'

}

为了使用 shrinkResources，你应该开启code shrinking，在build处理期间， ProGuard 首先会移除无用的代码但是会保留无用的资源。之后Gradle会移除无用的资源。

关于ProGuard和使用Android Studio帮助你减小APK大小的更多信息，可以参考 Shrink Your Code and Resources.

在Android Gradle Plugin 0.7以及更高的版本中，你可以声明app支持的配置。Gradle通过 resConfig 和 resConfigs flavors 和 defaultConfig 选项把这些信息传递给构建系统。构建系统会阻止来自其它不受支持的资源出现在APK中，从而减少APK的大小。更多信息可以参考 Remove unused alternative resources。

最小化使用Libraries中的资源

在开发App的时候，通常会使用外部libraries去提升app的可用性和功能扩展。比如，你可能会引用Android Support Library去提升老设备的用户体验。或者使用 Google Play Services 为app提供自动翻译。

如果一个library被设计用于桌面服务，那么就可能包含很多app不需要的对象和方法。为了只保留library中app需要的代码，如果license许可的话，你需要编辑library文件。你也可以使用一个移动端友好的替代库。

注意: ProGuard 可以清除一些从library中导入的不需要的代码。但是不会移除一个 library的内部依赖。

只支持特定的分辨率

Android支持非常大的设备集，包括各种屏幕密度。在Android 4.4（API级别19）及更高版本中，框架支持各种分辨率：ldpi，mdpi，tvdpi，hdpi，xhdpi，xxhdpi和xxxhdpi。虽然Android支持所有这些分辨率，但你不需要导出光栅化资源到每种分辨率。

如果你知道只有一小部分用户使用特定分辨率的设备，请考虑是否需要支持这些分辨率。如果你不包括特定屏幕密度的资源，Android会自动缩放最初为其他屏幕密度设计的现有资源。

如果您的应用只需要缩放的图片，您可以通过在drawable-nodpi /中使用图片的单个版本来节省更多空间。我们建议每个应用至少包含一个xxhdpi图片版本。

更多屏幕分辨率的信息，可以参考 Screen Sizes and Densities.

减少动画帧数

逐帧动画可能会大幅增加APK的大小。图1中展示了一个帧动画被分成多个PNG文件的情况。每个图像是动画中的一帧。

对于添加到动画中的每一帧，都会增加APK中存储的图片数量。在图1中，图像在应用程序中以30 FPS动画。如果图像仅以15FPS动画化，则动画将仅需要所需帧的数目的一半。

Use Drawable Objects

一些图像不需要静态图像资源; 框架可以在运行时动态地绘制图像。相反，Drawable对象（XML中的）可能只会占用APK中的一小部分空间。此外，XML形式的Drawable对象可以生成符合MaterialDesign指南的单色图像。

减少资源

你可能为同一种图像的不同形式都提供了独立的资源，例如同一图像的有色，阴影或旋转版本。但是，我们建议你重复使用相同的资源，在运行时根据需要进行自定义。

Android提供了几个工具来更改资源的颜色，可以在Android 5.0（API级别21）以及更高版本上使用android：tint和tintMode属性。对于较低版本的平台，请使用ColorFilter类。

您还可以节约那些只是某一种资源做了旋转的资源。以下代码段提供了一个例子，通过简单地将原始图像旋转180度，将“展开”箭头转换为“折叠”箭头图标：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<rotate xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:drawable="@drawable/ic_arrow_expand"

android:fromDegrees="180"

android:pivotX="50%"

android:pivotY="50%"

android:toDegrees="180" />

从代码中渲染

You can also reduce your APK size by procedurally rendering your images. Procedural rendering frees up space because you no longer store an image file in your APK.

你也可以通过程序对图像渲染来减少APK大小。通过程序渲染可以节约空间是因为不需要在APK中存储图像文件。

压缩PNG文件

aapt工具可以在构建过程期间优化放置在res / drawable /中的图像资源，以及无损压缩。例如，aapt工具可以将不需要多于256种颜色的真彩色PNG转换为具有调色板的8位PNG。这样做会产生质量相同但占用内存较小的映像。

但请记得aapt有以下限制：

aapt工具不会收缩asset/文件夹中包含的PNG文件。
图像文件需要使用256个或更少的颜色的aapt工具来优化它们。
aapt工具可能会填充已压缩的PNG文件。为了防止这种情况，您可以在Gradle中使用cruncherEnabled标志为PNG文件禁用此过程：

aaptOptions {

cruncherEnabled = false

}

压缩PNG和JPG文件

你可以使用像 pngcrush, pngquant, 或zopflipng等工具来减少PNG文件大小，而不会损失图像质量。所有这些工具都可以减少PNG文件大小，同时保持图像质量。

pngcrush工具特别有效：此工具在PNG过滤器和zlib（Deflate）参数上迭代，使用每个过滤器和参数的组合来压缩图像。然后选择产生最小压缩输出的配置。

对于JPEG文件，您可以使用 packJPG 等工具将JPEG文件压缩为更紧凑的形式。

使用WebP 文件格式

除了使用PNG或JPEG文件，你还可以使用WebP的图像文件。 WebP格式提供有损压缩（如JPEG）和透明度（如PNG），但可以提供比JPEG或PNG更好的压缩。

但是，使用WebP文件格式有一些显着的缺点。首先，在低于Android 3.2（API级别13）的平台版本中不支持WebP。第二，系统解码WebP比PNG文件需要更长的时间。

注意：Google Play只接受使用PNG格式的图标。如果你打算通过Google Play发布应用，图标就不能使用其他文件格式（如JPEG或WebP）。

使用矢量图形

你可以使用矢量图形创建分辨率独立的图标和其他可伸缩媒体。使用这些图形可以大大减少APK体积。矢量图像在Android中表示为VectorDrawable对象。使用VectorDrawable对象，100字节的文件可以生成屏幕大小的清晰图像。

然而，系统渲染每个VectorDrawable对象需要大量的时间，较大的图像则需要更长的时间才能出现在屏幕上。因此，只有在显示小图像时才考虑使用这些矢量图形。

有关使用VectorDrawable对象的更多信息，请参考 Working with Drawables.

三减少Native和Java代码

删除不必要的生成代码

确保你能够理解那些任何自动生成的代码部分。例如，许多协议缓冲工具生成过多的方法和类，可以使应用程序的大小增加一倍或两倍。

删除枚举

单个枚举可能为应用程序的classes.dex文件添加大小为1.0到1.4 KB的大小。对于复杂的系统或者共享库，这种增加可能比较快迅速。如果可能，请考虑使用@IntDef注解和ProGuard 来除去枚举并将它们转换为整数。这种类型转换保留了枚举的所有类型安全的好处。

减少本地二进制文件的大小

如果你的应用使用本地代码和Android NDK，你还可以通过优化这些代码来减小应用的大小。两个有用的方式是删除debug标记，不提取本地库。

删除Debug符号

如果你的应用程序正在开发中并仍需要调试，那么使用debug标记很有意义。使用Android NDK中提供的 arm-eabi-strip 工具从本地库中删除不必要的调试标记。之后，再编译release版本。

避免提取本地库

将.so文件存储在APK中未压缩的文件中，并在应用清单的``元素中将android：extractNativeLibs标记设置为false。这将防止PackageManager在安装过程中将.so文件从APK复制到文件系统，并且有一个额外的好处，会让app的差分更新变得更小。

四维护多个精简版APK

你的APK可能包含用户下载但从不使用的内容，例如区域或语言信息。为了让用户提供最小化的下载，你可以将应用细分为多个APK，并根据屏幕尺寸或GPU纹理支持等因素进行区分。

当用户下载您的应用时，其设备会根据设备的功能和设置接收正确的APK。这样，设备不会接收设备没有的功能的资源。例如，如果用户拥有的是hdpi设备，那么他们不需要你为更高分辨率设备提供的xxxhdpi资源。

更多信息请参考Configure APK Splits and Maintaining Multiple APKs.

来源：http://www.lightskystreet.com/2016/10/17/android-optimize-apk/