Build android apps tools

How to make Android apps without IDE from command line

Nov 26, 2017 · 5 min read

A HelloWorld without Android Studio

Update: I’ve made a new course that explain how you can avoid Android Studio and Gradle, but still use IntelliJ iDE:

How to do Android development faster without Gradle

IntelliJ IDE, but not Gradle

In this tutorial, I will show you how you can build/compile an APK (an A n droid app) from your java code using terminal (on Linux) without IDE or in other words without Android Studio. At the end, I will also show you a script to automate the process. In this example, I will use Android API 19 (4.4 Kitkat) to make a simple HelloWorld. I want to say that I will do this tutorial without android command which is deprecated.

1. Install Java

First, you need to install java, in my case, I install the headless version because I don’t use graphics (only command line):

2. Install all SDK tools

Then download the last SDK tools of Android which you can find here:

Download Android Studio and SDK Tools | Android Studio

Download the official Android IDE and developer tools to build apps for Android phones, tablets, wearables, TVs, and…

I recommend to unzip it in the /opt directory inside another directory that we will call “android-sdk”:

Now, we have to install platform tools (which contain ADB), an Android API and build tools.

In fact, if you are on Debian, you can avoid installing platform-tools package and only install ADB like that:

3. Code the application

In this example, I want to compile a simple HelloWorld. So, first, we need to make a project directory:

Then we have to make the files tree:

If you use exernal libraries (.jar files), also make a folder for them:

You have an example here:

How to use JavaMail on Android (without Gradle)

Hello guys!

Make the file src/com/example/helloandroid/MainActivity.java and put that inside:

Make the strings.xml file in the res/values folder. It contains all the text that your application uses:

The activity_main.xml is a layout file which have to be in res/layout:

You also have to add the file AndroidManifest.xml at the root:

4. Build the code

Now, I recommend to store the project path in a variable:

First, we need generate the R.java file which is necessary for our code:

• -m instructs aapt to create directories under the location specified by -J
• -J specifies where the output goes. Saying -J src will create a file like src/com/example/helloandroid/R.java
• -S specifies where is the res directory with the drawables, layouts, etc.
• -I tells aapt where the android.jar is. You can find yours in a location like android-sdk/platforms/android-/android.jar

Now, we have to compile the .java files:

If you have use an external, add it the classpath:

The compiled .class files are in obj folder, but Android can’t read them. We have to translate them in a file called “classes.dex” which will be read by the dalvik Android runtime:

But if you use external libraries, do rather:

If you have the error UNEXPECTED TOP-LEVEL EXCEPTION , it can be because you use old build tools and DX try to translate java 1.7 rather than 1.8. To solve the problem, you have to specify 1.7 java version in the previous javac command:

The -source option specify the java version of your source files. Note that we can use previous versions of Java even we use OpenJDK 8 (or 1.8).

We can now put everything in an APK:

Be aware: until now, we used three AAPT commands, the first and the second one are similar but they don’t do the same. You have to copy the classes.dex file at the root of project like above! Otherwise, AAPT won’t put this file at right place in the APK archive (because an APK is like a .zip file).

The generated package can’t be installed by Android because it’s unaligned and unsigned.

If you want, you can check the content of the package like this:

5. Sign the package

To do so, we firstly create a new keystore with the command keytool given by Java:

Just answer the questions and put a password.

You can sign an APK like this:

Note that apksigner only exist since Build Tools 24.0.3.

6. Align the package

It’s as simple as that:

Alignment increase the performance of the application and may reduce memory use.

7. Test the application

To test the application, connect your smartphone with a USB cable and use ADB:

But before run this command, I recommend to run this one:

If there is an error during installation or running, you see it with that command.

Voila! Here’s the result:

8. Make a script

If you don’t want to run all these steps every time you would like to compile your app, make a script! Here’s mine:

Notes

• You can remove “test” if you just want to compile without testing.
• This script only compile and run the app on the phone. But I can also make a script to automatically generate a new project like this one. I think I have a good idea to do so, but I need to know if you are interested. If it’s the case, please leave a comment or send me an e-mail.
• I can also complete the script for external libraries. Likewise, let me know if you want this.

If you have any questions, don’t hesitate to ask them below or by e-mail ;-)! EDIT: Well I’m very busy actually…

Источник

Как устроен билд APK файла внутри

Процесс создания APK и компиляции кода

Рассматриваемые темы

• Архитектура процессоров и необходимость для виртуальной машины
• Понимание Java виртуальной машины
• Компиляция исходного кода
• Виртуальная машина Андроид
• Процесс компиляции в .dex файл
• ART против Dalvik
• Описание каждой части билд процесса
• Исходный код
• Файлы ресурсов
• AIDL файлы
• Модули библиотек
• AAR библиотеки
• JAR библиотеки
• Android Asset Packaging Tool
• resources.arsc
• D8 и R8
• Dex и Multidex
• Подписывание APK файла
• Ссылки

Понимание флоу процесса билда APK файла, среда исполнения и компиляция кода
Этот пост нацелен быть отправной точкой для разработчиков, чтобы они ближе познакомились с билд процессом и созданием APK файла.

Архитектура процессоров и зачем нужна виртуальная машина

Андроид после того как вышел в 2007 году претерпел множество изменений связанный с билд процессом, средой исполнения и улучшениями производительности.

У андроида много удивительных характеристик и одна из них разные архитектуры процессоров такие как ARM64 и x86

Невозможно скомпилировать код, который поддерживает каждую архитектуру. Вот именно поэтому используется Java виртуальная машина.

Понимание Java виртуальной машины

JVM это виртуальная машина, позволяющая устройству запускать код, который скомпилирован в Java байткод

Используя JVM, вы избавляетесь от проблемы с разной архитектурой процессоров.

JVM предоставляет переносимость и она позволяет запускать Java код в виртуальной среде, вместо того, чтобы запускать его сразу «на железе»

Но JVM была создана для систем с большими мощностями по ресурсам, а наш андроид имеет сравнительно мало памяти и заряда батареи.

По этой причине Google создал адаптированную под андроид виртуальную машину, которая называется Dalvik.

Компилируем исходный код

Наш исходный Java код для андроида компилируется в класс файл .class с байткодом с помощью javac компилятора и запускается на JVM

Для котлина есть kotlinc компилятор, который делает совместимый с Java байткод.

Байткод — это набор инструкций, который выполняется на целевом устройстве.

Java байткод — это набор инструкций для Java виртуальной машины.

Андроид виртуальная машина

Каждое андроид приложение работает на своей виртуальной машине. С версий 1.0 до 4.4, это был Dalvik. В андроид 4.4, вместе с Dalvik, Google представил в качестве эксперимента новый андроид runtime, который назывался ART

Сгенерированный класс файл .class содержит JVM Java байткод.

Но у андроида есть свой собственный оптимизированный формат байткода, который называется Dalvik bytecode — это просто инструкции машинного кода для процессора также как и JVM байткод.

Комплияция в .dex файл

Во время компиляции происходит конвертация .class класс файл и .jar библиотеки в один classes.dex файл, который содержит Dalvik байткод.

Команда dx превращает все .class и .jar файлы в один classes.dex файл, который написан с форматом Dalvik байткода.

Dex — это аббревиатура с английского — Dalvik Executable.

ART против Dalvik

C версии 4.4 андроид мигрировал на ART. ART также работает с .dex файлом.

Преимущество ART над Dalvik проявляется в том, что приложения запускаются быстрее, потому что весь DEX байткод транслируется в машинный код во время установки, не нужно дополнительного времени на компиляцию в рантайме.

ART и Dalvik совместимы, так что приложения разработанные для Dalvik должны работать и на ART.

Компиляция Dalvik (JIT- just in time) имела такие минусы как — быстрая трата батареи, лаги в приложениях и плохой перформанс. В Dalvik трансляция происходит только когда это нужно. Мы открываем новый экран и только в этот момент происходит трансляция, за счет этого установка происходит быстрее, но при этом проседает перформанс.

Это причина по которой Google сделал Android Runtime (ART).

ART — основан на AOT (ahead of time) компиляции, она происходит до того как приложение запустится.

В ART компиляция происходит во время установки приложения. Это ведет к более долгому времени установки, но уменьшает трату батареи и избавляет от лагов, которые были на Dalvik.

Несмотря на то, что Dalvik был заменен на ART, .dex формат файлов еще используется

В андроид 7.0 JIT вернулся. Гибридная среда сочетает фичи как от JIT компиляции так и
от ART

Среда запуска байткода это очень важная часть андроида и она вовлечена в процесс запуска и установки приложения

Каждый этап описанного процесса

Source Code (Исходный код)

Это Java и Kotlin файлы в src пакете.

Resource Files

Файлы находящиеся в директории с ресурсами

AIDL Files

AIDL — аббревиатура Android Interface Definition Language, позволяет вам описать интерфейс межпроцессорного взаимодействия.

AIDL — может использоваться между любыми процессами в андроиде.

Library Modules

Модули библиотек содержат Java или Kotlin классы, компоненты андроида и ресурсы.

Код и ресурсы бибилотеки компилируются и пакуются вместе с приложением.

Поэтому модуль библиотеки может считаться компайл тайм артефактом.

AAR Libraries

Андроид библиотеки компилируются в AAR — android archive файл, который вы можете использовать как зависимость для вашего android app модуля.

AAR файлы могут содержать андроид ресурсы и файл манифеста, что позволяет вам упаковать туда общие ресурсы такие как layouts и drawables в дополнение к Java или Kotlin классам и методам.

JAR Libraries

JAR это Java библиотека и в отличие от AAR она не может содержать андроид ресурсы и манифесты.

Android Asset Packaging Tool

AAPT2 — аббревиатура (Android Asset Packaging Tool) — компилирует манифест и файлы ресурсов в один APK.

Этот процесс разделен на два шага компиляцию и линковку Это улучшает производительность так как если вы поменяете один файл, вам нужно компилировать только его и прилинковать к остальным файлам командой ‘link’

AAPT2 может компилировать все типы андроид ресурсов, таких как drawables и XML файлы.

При вызове AAPT2 для компиляции, туда передается по одному ресурсному файлу на каждый вызов

Затем APPT2 парсит файл и генерирует промежуточный бинарный файл с расширением .flat

Фаза линковки склеивает все промежуточные файлы сгенерированные в фазе компиляции и дает нам на выход один .apk файл. Вы также можете сгенерировать R.java файл и правила для proguard в это же время.

resources.arsc

Полученный на выходе .apk файл не включает в себя DEX файл, APK не подписан и не может быть запущен на устройстве.

APK содержит AndroidManifest, бинарные XML файлы и resources.arsc

resource.arsc содержит всю мета информацию о ресурсах, такую как индексы всех ресурсов в пакете

Это бинарный файл и APK который может быть запущен. APK который вы обычно создаете и запускаете не сжат и может быть использован просто посредством размещения в памяти.

R.java файл это выходной файл вместе с APK ему назначен уникальный id, который позволяет Java коду использовать ресурсы во время компиляции.

arsc это индекс ресурса который используется во время запуска приложения

D8 и R8

Начиная с андроид студии 3.1 и далее, D8 был сделан дефолтным компилятором.

D8 производит более маленькие dex файлы с лучшей производительностью, если сравнивать со старым dx.

R8 используется для компиляции кода. R8 это оптимизированная версия D8

D8 играет роль конвертера класс файлов в Dex файлы, а также производит дешугаринг функций из Java 8 в байткод, который может быть запущен на андроиде

R8 оптимизирует dex байткод. Он предоставляет такие фичи как оптимизация, обфускация, удаление ненужных классов.

Обфускация уменьшает размер вашего приложения укорачивая названия классов, методов и полей.

Обфускация имеет и другие преимущества для предотвращения реверс инжиниринга, но основная цель уменьшить размер.

Оптимизация уменьшает размер Dex файла путем переписывания ненужных частей кода и инлайнинга.

С помощью дешугаринга мы можем использовать удобные фичи языка Java 8 на андроиде.

Dex and Multidex

R8 дает на выходе один DEX файл, который называется classes.dex

Если количество методов приложения переваливает за 65,536, включая подключенные библиотеки, то произойдет ошибка при билде

Источник