【Android性能优化】：ProGuard，混淆，R8优化 |
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【Android性能优化】：ProGuard，混淆，R8优化
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本文正在参加「金石计划」 前言使用java编写的源代码编译后生成了对于的class文件，但是class文件是一个非常标准的文件，市面上很多软件都可以对class文件进行反编译，为了我们app的安全性，就需要使用到Android代码混淆这一功能。 针对 Java 的混淆，ProGuard 就是常用的混淆工具，且他不仅仅是混淆工具，它同时可以对代码进行 压缩、优化 、混淆。 下面我们来简单介绍下ProGuard工作流程。 ProGuard 工作流程ProGuard工作过程包括四个步骤：shrink，optimize，obfuscate，preverigy。这四个步骤都是可选，但是顺序都是不变的。 Android构建中，在AGP3.4.0之前也是使用的ProGuard 进行代码优化混淆，但是在3.4.0之后，谷歌将这一工作赋予给了性能更佳的R8编译器。 虽然摒弃了ProGuard，但是R8编译器还是兼容ProGuard的配置规则。 使用R8编译器可以做以下优化： 1.代码缩减 2.资源缩减 3.代码混淆 4.代码优化 1.代码缩减：代码缩减指的是：R8编译期智能检测代码中未使用到的类、字段、方法和属性等，并移除。 比如你项目中依赖了很多库，但是只使用了库里面少部分代码，为了移除这部分代码，R8会根据配置文件确定应用代码的所有入口点：包括应用启动的第一个Activity或者服务等，R8会根据入口，检测应用代码，并构建出一张图表，列出应用运行过程中可能访问的方法，成员变量和类等，并对图中没有关联到的代码，视为可移除代码。 如下图： 图中入口位置：MainActivity，整个调用链路中，使用到了foo，bar函数以及AwesomeApi类中的faz函数，所以这部分代码会被构建到依赖图中，而OkayApi类以及其baz函数都未访问到，则这部分代码就可以被优化。 使用方式: android { buildTypes { release { ... minifyEnabled true } } ... } 复制代码minifyEnabled 设置为true，会默认启用R8代码缩减功能。 代码优化需要注意的两种情况： 1.反射调用的情况 2.JNI调用的情况 R8并未对反射以及JNI等情况进行检测，如果配置文件中未处理，则这部分代码就会被丢弃，会出现NoClassFindException的异常，如何解决呢？ 1.1：在配置文件中使用-keep对这部分类进行说明： -keep public class MyClass 复制代码 1.2：给需要保留的代码添加@keep注解前提条件：1.声明了使用AndroidX 2.使用AGP默认的ProGuard文件 R8配置文件R8使用ProGuard 规则文件来决定哪部分代码需要保留，配置文件来源分为下面几个： 1.AndroidStudio：位置：/proguard-rules.pro 说明： 创建新的模块时，会在当前模块目录下创建一个默认的：proguard-rules.pro 文件 2.AGP插件位置：由AGP在编译时生成的proguard-android-optimize.txt 说明： Android Gradle 插件会生成 proguard-android-optimize.txt（其中包含了对大多数 Android 项目都有用的规则），并启用 @Keep* 注解。 编译后在\build\intermediates\proguard-files\目录下会生成3个文件： 其中proguard-android-optimize.txt-4.1.1是需要进行optimize代码优化的ProGuard配置文件，而proguard-android.txt-4.1.1表示不需要进行optimize代码优化的ProGuard文件。 4.1.1：表示当前模块的AGP插件版本。 3.库依赖项位置： AAR 库：/proguard.txt JAR 库：/META-INF/proguard/ 说明： 引入的aar或者jar包的库中，默认包含proguard优化规则，则在编译过程中也会被纳入R8配置项中,所以特别注意aar中引入的proguad和原项目规则冲突的情况。 4.AAPT2（Android资源打包工具）位置：使用 minifyEnabled true 构建项目后：/build/intermediates/proguard-rules/debug/aapt_rules.txt 说明： AAPT2 会根据对应用清单中的类、布局及其他应用资源的引用，生成保留规则。例如，AAPT2 会为您在应用清单中注册为入口点的每个 activity 添加一个保留规则。 5.自定义配置文件位置：默认情况下，当您使用 Android Studio 创建新模块时，IDE 会创建 /proguard-rules.pro，以便您添加自己的规则。 说明： 您可以添加其他配置，R8 会在编译时应用这些配置。如果您将 minifyEnabled 属性设为 true，R8 会将来自上述所有可用来源的规则组合在一起，但是需要注意依赖库引入导致的规则冲突问题。 如果需要输出 R8 在构建项目时应用的所有规则的完整报告：可以添加下面语句到proguard-rules.pro中 // You can specify any path and filename. -printconfiguration ~/tmp/full-r8-config.txt 复制代码如果需要添加额外的proguad文件：可以通过将相应文件添加到模块的 build.gradle 文件的 proguardFiles 属性中： 如分别给每个productflavor添加规则可以使用下面这种方式： android { ... buildTypes { release { minifyEnabled true proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), // List additional ProGuard rules for the given build type here. By default, // Android Studio creates and includes an empty rules file for you (located // at the root directory of each module). 'proguard-rules.pro' } } flavorDimensions "version" productFlavors { flavor1 { ... } flavor2 { proguardFile 'flavor2-rules.pro' } } } 复制代码 2.资源缩减资源缩减是在代码缩减之后进行的，只有去除了不需要的代码后， 才可以知道哪些代码里面的资源也是不被引入，可以移除的。 资源缩减只要在模块gradle下面添加shrinkResources属性即可： android { ... buildTypes { release { shrinkResources true minifyEnabled true ... } } } 复制代码注意：资源缩减需要提前开启代码缩减minifyEnabled。 当然你也可以对资源文件添加白名单： 复制代码使用tools:keep指定需要保留的资源文件，使用tools:discard指定可以舍弃的资源文件 3.代码混淆混淆指的是将类名，方法名，属性名使用无意义的字符来表示：看下图： 混淆的一些基本规则： 一颗星：表示保留当前包下的类名，如果有子包，子包中的类会被混淆 -keep class cn.hadcn.test.* 复制代码 两颗星：表示保留当前包下的类名，如果有子包，子包中的类名也会被保留。 -keep class cn.hadcn.test.** 复制代码 上面的方式虽然保留了类名，但是内容还是会被混淆，使用下面方式保留内容： -keep class cn.hadcn.test.* {*;} 复制代码 在此基础上，我们也可以使用Java的基本规则来保护特定类不被混淆，比如我们可以用extends，implements等这些Java规则。如下例子就避免所有继承Activity的类被混淆： -keep public class * extends android.app.Activity 复制代码 如果我们要保留一个类中的内部类不被混淆则需要用$符号，如下例子表示保持ScriptFragment内部类JavaScriptInterface中的所有public内容不被混淆。 -keepclassmembers class cc.ninty.chat.ui.fragment.ScriptFragment$JavaScriptInterface { public *; } 复制代码 再者，如果一个类中你不希望保持全部内容不被混淆，而只是希望保护类下的特定内容，就可以使用： ; //匹配所有构造器 ; //匹配所有域 ; //匹配所有方法方法 复制代码 你还可以在或前面加上private 、public、native等来进一步指定不被混淆的内容，如 -keep class cn.hadcn.test.One { public ; } 复制代码 当然你还可以加入参数，比如以下表示用JSONObject作为入参的构造函数不会被混淆： -keep class cn.hadcn.test.One { public (org.json.JSONObject); } 复制代码 有时候你是不是还想着：我不需要保持类名，我只需要把该类下的特定方法保持不被混淆就好，那你就不能用keep方法了，keep方法会保持类名，而需要用keepclassmembers ，如此类名就不会被保持，为了便于对这些规则进行理解，官网给出了以下表格:1.使用AS4.1.1版本进行混淆编译后，在 /build/outputs/mapping/release/下面会生成以下四个文件： configuration：所有ProGuard文件整合后的规则文件： mapping：混淆前后的映射文件，这个文件在使用反混淆的时候有用。 seeds:未进行混淆的类和成员。usage:未使用的文件，也就是移除后的文件。 下面是一个混淆模板：可根据自身需要进行添加和删除： #--------------------------1.实体类--------------------------------- # 如果使用了Gson之类的工具要使被它解析的JavaBean类即实体类不被混淆。（这里填写自己项目中存放bean对象的具体路径） -keep class com.php.soldout.bean.**{*;} #--------------------------2.第三方包------------------------------- #Gson -keepattributes Signature -keepattributes *Annotation* -keep class sun.misc.Unsafe { *; } -keep class com.google.gson.stream.** { *; } -keep class com.google.gson.examples.android.model.** { *; } -keep class com.google.gson.* { *;} -dontwarn com.google.gson.** #butterknife -keep class butterknife.** { *; } -dontwarn butterknife.internal.** -keep class **$$ViewBinder { *; } #-------------------------3.与js互相调用的类------------------------ #-------------------------4.反射相关的类和方法---------------------- #-------------------------5.基本不用动区域-------------------------- #指定代码的压缩级别 -optimizationpasses 5 #包明不混合大小写 -dontusemixedcaseclassnames #不去忽略非公共的库类 -dontskipnonpubliclibraryclasses -dontskipnonpubliclibraryclassmembers #混淆时是否记录日志 -verbose #优化 不优化输入的类文件 -dontoptimize #预校验 -dontpreverify # 保留sdk系统自带的一些内容 【例如：-keepattributes *Annotation* 会保留Activity的被@override注释的onCreate、onDestroy方法等】 -keepattributes Exceptions,InnerClasses,Signature,Deprecated,SourceFile,LineNumberTable,*Annotation*,EnclosingMethod # 记录生成的日志数据,gradle build时在本项根目录输出 # apk 包内所有 class 的内部结构 -dump proguard/class_files.txt # 未混淆的类和成员 -printseeds proguard/seeds.txt # 列出从 apk 中删除的代码 -printusage proguard/unused.txt # 混淆前后的映射 -printmapping proguard/mapping.txt # 避免混淆泛型 -keepattributes Signature # 抛出异常时保留代码行号,保持源文件以及行号 -keepattributes SourceFile,LineNumberTable #-----------------------------6.默认保留区----------------------- # 保持 native 方法不被混淆 -keepclasseswithmembernames class * { native ; } -keepclassmembers public class * extends android.view.View { public (android.content.Context); public (android.content.Context, android.util.AttributeSet); public (android.content.Context, android.util.AttributeSet, int); public void set*(***); } #保持 Serializable 不被混淆 -keepclassmembers class * implements java.io.Serializable { static final long serialVersionUID; private static final java.io.ObjectStreamField[] serialPersistentFields; !static !transient ; !private ; !private ; private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream); private void readObject(java.io.ObjectInputStream); java.lang.Object writeReplace(); java.lang.Object readResolve(); } # 保持自定义控件类不被混淆 -keepclasseswithmembers class * { public (android.content.Context,android.util.AttributeSet); } # 保持自定义控件类不被混淆 -keepclasseswithmembers class * { public (android.content.Context,android.util.AttributeSet,int); } # 保持自定义控件类不被混淆 -keepclassmembers class * extends android.app.Activity { public void *(android.view.View); } # 保持枚举 enum 类不被混淆 -keepclassmembers enum * { public static **[] values(); public static ** valueOf(java.lang.String); } # 保持 Parcelable 不被混淆 -keep class * implements android.os.Parcelable { public static final android.os.Parcelable$Creator *; } # 不混淆R文件中的所有静态字段，我们都知道R文件是通过字段来记录每个资源的id的，字段名要是被混淆了，id也就找不着了。 -keepclassmembers class **.R$* { public static ; } #如果引用了v4或者v7包 -dontwarn android.support.** # 保持哪些类不被混淆 -keep public class * extends android.app.Appliction -keep public class * extends android.app.Activity -keep public class * extends android.app.Fragment -keep public class * extends android.app.Service -keep public class * extends android.content.BroadcastReceiver -keep public class * extends android.content.ContentProvider -keep public class * extends android.preference.Preference -keep class com.zhy.http.okhttp.**{*;} -keep class com.wiwide.util.** {*;} # ============忽略警告，否则打包可能会不成功============= -ignorewarnings 复制代码 4.代码优化为了进一步缩减应用，R8 会在更深的层次上检查代码，以移除更多不使用的代码，或者在可能的情况下重写代码，以使其更简洁。下面是此类优化的几个示例： 如果您的代码从未采用过给定 if/else 语句的 else {} 分支，R8 可能会移除 else {} 分支的代码 如果您的代码只在一个位置调用某个方法，R8 可能会移除该方法并将其内嵌在这一个调用点 如果 R8 确定某个类只有一个唯一子类且该类本身未实例化（例如，一个仅由一个具体实现类使用的抽象基类），它就可以将这两个类组合在一起并从应用中移除一个类。更多优化点可以查看：Jake Wharton 写的关于 R8 优化的博文。 总结本篇文章主要讲解了关于R8编译器在整个编译过程中对apk代码以及资源的一些优化操作，主要集中在代码缩减，资源缩减，代码混淆，代码优化这几部分，其中对代码混淆做了一个比较全面的分析，后期还会讲解一些关于代码反混淆的知识，这篇文章就讲到这里了，我是小余，我们下期见。 参考：Android官方R8优化 guardsquare Android编译优化：D8和R8 android打包混淆及语法规则详解 深入 Android 混淆实践：ProGuard 通关秘籍 |
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