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卷起来！抖音Android包体积优化探索

Android包

众所周知，应用安装包的体积会十分影响用户的应用下载速度和安装速度 。据 googlePlay 平台对外发布相关的包大小对转化率影响的数据，我们可以看到随着包大小的增加，安装转化率总体呈下降的趋势 。

卷起来！抖音Android包体积优化探索

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因此对于我们的应用来说，为了提升我们用户下载的转化率（即下载安装激活用户与潜在用户的比例），我们对包体积必须给予一定的优化和管控 。
我们应用商店中提供给用户下载的安装包，是 Android 定义的 APK 格式，其实质则是一个包含应用所有所需资源的 zip 包，它包含了如下所示的几个组成部分：
卷起来！抖音Android包体积优化探索

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这其中最主要的组成部分便是 DEX 文件，它们都是由 JAVA/Kotlin 代码编译而成 。过去的两年中，抖音的 DEX 的个数从 8 个涨到了 21 个，DEX 的总大小从 26M 涨到了 48M，增长十分迅猛 。诚然，随着抖音的快速发展，业务复杂度的提高，代码量级一定是在增加的，但如何在业务无感的情况下，对代码进行通用优化，也是我们一个很重要的优化方向 。
在介绍具体优化手段之前，我们首先需要了解下针对 DEX 整体上的优化思路 。
DEX 通用优化思路在 AGP 的构建过程中，Java 或 Kotlin 源代码在经过编译之后会生成 Class 字节码文件，在这个阶段 AGP 提供了 Transform 来做字节码的处理，我们非常熟悉的 Proguard 就是在这个阶段工作的，之后 Class 文件经由 dexBuilder 生成一堆较小的 DEX 文件，再经由 mergeDex 合并成最终的 DEX 文件，然后打入 APK 中 。具体过程如下图所示：
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因此，我们针对 DEX 文件的优化时机可以从分别从三个阶段切入，分别是.kt 或.java 源文件、class 文件、DEX 文件：
  • 在源文件进行处理也就是手动改造代码，这种方式对程序设计本身有侵入，并且有较强的局限性；
  • 在 class 字节码阶段对开发者无感知，而且基本上能完成大多数的优化，但对于像跨 DEX 引用优化这样涉及 DEX 格式本身的优化无法完成；
  • 在 DEX 文件阶段进行优化是最理想的，在这个阶段我们除了能对 DEX 字节码本身进行优化，也可对 DEX 文件格式进行操作 。
优化的手段总体上来说也就是冗余去除、内容精简、格式优化等方式 。
由于早期抖音 class 字节码修改工具建设比较成熟，我们很多包体积的优化都是通过修改 class 字节码完成的，随着优化的深入，后期也有很多优化是在 DEX 文件阶段处理的 。关于 DEX 阶段相关的优化我们后续会有相关文章介绍，这里主要介绍 Class 字节码阶段进行的相关优化，主要分为两大类：
  • 单纯去除无用的代码指令，包括去除冗余赋值，无副作用代码删除等
  • 除了能减少代码指令数量外，同时减少方法和字段的数量，从而有效减少 DEX 的数量 。我们知道 DEX 中引用方法数、引用字段数等不能超过 65535，超过之后就需要新开一个 DEX 文件，因此减少 DEX 中方法数、字段数可以减少 DEX 文件数量，像短方法内联、常量字段消除、R 常量内联就属于这类优化 。
接下来我们会针对每一项优化的背景、优化思路和收益进行详细介绍 。
去除冗余赋值在我们平时的代码开发中，我们可能会写出以下的代码：
class MyClass {private boolean aBoolean = false;private static boolean aBooleanStatic = false;private void boo() {if (!aBoolean) {System.out.println("in aBoolean false!");}if (!aBooleanStatic) {System.out.println("in aBooleanStatic false!");}}}我们常常为了保证一个 Class 的成员变量的初始满足我们期望的值，手动对其进行一次赋值，如上述代码里的 aBoolean 和 aBooleanStatic 。这是一种逻辑上非常安全的做法，但这真是必须的吗？
其实 Java 官方在虚拟机规范（https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/jvms-2.html#jvms-2.3）中定义了，Class对象在虚拟机中加载时，所有的静态字段（也就是静态成员变量，下面统称为Field）都会首先加载一个默认值
2.3. Primitive Types and Values
...
The integral types are:
byte, whose values are 8-bit signed two's-complement integers, and whose default value is zero
short... whose default value is zero
int... whose default value is zero
long... whose default value is zero


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