Makefile构建Android App

好吧,各位已经看到,我最近折腾了各种构建Android App的方法。

但是最后,我还是决定选择 Makefile 这个工具。

准确地说,它是 GNU Makefile, 也是 类Unix 系统下常用的一个构建工具。我选择它的原因非常简单,就是因为它有已经交叉编译好的 ARM 平台版本。这意味着,我开学以后可以用手机来方便地编译App了。

之前使用的 shell 脚本有很多缺陷,比如说遇到错误的时候不能自动终止编译过程。虽然理论上可以终止,但是那一大坨trap写起来就蛋疼。而且 shell 脚本中有些编译中需要使用的功能虽然可以自己实现,但是实现起来很麻烦。而 Makefile 中往往直接提供这些功能,直接调用,规则写起来非常简洁,可读性很好。

准备

在这个文章中,我使用到了 Makefile 的几个特性。

  1. 函数 wildcard, 它可以遍历目录下符合一定规则的文件。
  2. 函数 foreach, 它类似于shell中的 for ... in ... 这种写法,同样是遍历功能。
  3. 函数 addprefix/addsuffix, 它可以给一个变量中的每一个成员添加前缀/后缀
  4. 虚拟目标,用 .PHONY: 可以定义虚拟目标,这样定义出来的目标文件可以不存在。
  5. 使用 define ... endef 定义变量以供调用。

另外,还用到了一个遍历文件的方法

SRC         := \
	$(foreach dir, \
	    $(SRC_DIR), \
	    $(foreach srcdir, \
	        $(shell find $(dir) -maxdepth 10 -type d), \
	        $(wildcard $(srcdir)/*.java) \
	     ) \
	 )

这段代码的作用是遍历 SRC_DIR 里面(包括10级以下子目录)里面所有的java源码文件。

技巧

其实,有些技巧还是挺重要的。

  1. 使用时间戳文件来代替生成目标。因为 Makefile 的虚拟目标功能使用后无法自动判断文件是否需要更新,而 javac 的编译结果又是一堆 .class 字节码文件,所以我使用时间戳文件来代替目标文件,这就可以做到按需编译。具体方法可以在接下来的示例里面看见。
  2. 在规则里面再次调用 make 命令。因为诸如 DEBUG 这样的变量在编译不同版本时可能有变化,而且 R.java 这样的文件又是编译时生成,无法自动更新源码列表变量,所以我们需要在编译过程中再次调用 make 命令本身来生成最终目标。

代码

这是我用来编译 BlackLightMakefile 示例。

# Makefile for BlackLight
# Build tools
AAPT        := aapt             # Android Asset Packaging Tool
JAVAC       := javac            # Java Compiler
DX          := dx               # Dex tool
JARSIGNER   := jarsigner        # Jar signing tool
ZIPALIGN    := zipalign         # Zip aligning tool
MAKE        := make             # GNU Make tool
ADB         := adb              # Android Debug Bridge
PM          := /system/bin/pm   # Package Manager on Android
# You do not need PM if you are building on PC.

# Build configs
BUILD_DIR   := build
BIN_DIR     := $(BUILD_DIR)/bin
GEN_DIR     := $(BUILD_DIR)/gen
CLASSES_DIR := $(BIN_DIR)/classes
APK_NAME    := build.apk
DEX_NAME    := classes.dex
OUT_DEX     := $(BIN_DIR)/$(DEX_NAME)
OUT_APK     := $(BIN_DIR)/$(APK_NAME)
# Path to directories that contain source
# Including source directories of library projects
SRC_DIR     := \
	src \
	libs/SlidingUpPanel/src \
	libs/SystemBarTint/src \
	libs/SwipeBackLayout/library/src/main/java
# Timestamp file of java sources
# Just a fake "target", doesn't matter in fact
SRC_TS      := $(BUILD_DIR)/sources.ts
# Path to directories containing resources
# Including library projects
RES_DIR     := \
	res \
	libs/SlidingUpPanel/res \
	libs/SwipeBackLayout/library/src/main/res
# Timestamp file of resources
RES_TS      := $(BUILD_DIR)/resources.ts
# External packages that need to generate R.java under.
# Usually these are library projects' package names.
# If a library does not contain any resource
# We do not need to put it here.
EXT_PKG     := \
	com.sothree.slidinguppanel.library \
	me.imid.swipebacklayout.lib
# Include all jar libraries needed
# Including android.jar
# Please set the $ANDROID_JAR environment variable
# Pointing to your android.jar
JAR_LIB     := \
	$(ANDROID_JAR) \
	libs/android-support-v4.jar \
	libs/gson-2.2.2.jar \
	libs/SlidingUpPanel/libs/nineoldandroids-2.4.0.jar
# Asset directory
ASSET       := assets
# Packages that need to generate BuildConfig.java for.
# If a library needs BuildConfig.java,
# Please put it here also.
PACKAGE     := us.shandian.blacklight
# Timestamp file of BuildConfig
PKG_TS      := $(BUILD_DIR)/buildconfig.ts
# The main AndroidManifest
MANIFEST    := AndroidManifest.xml

# Keystores
KEY_DEBUG   := keystore/debug.keystore # Provided by Android SDK
KEY_RELEASE := keystore/publish.keystore
KEY_ALIAS   := peter # Key alias for relase keystore

# Source list
SRC         := \
	$(foreach dir, \
	    $(SRC_DIR), \
	    $(foreach srcdir, \
	        $(shell find $(dir) -maxdepth 10 -type d), \
	        $(wildcard $(srcdir)/*.java) \
	     ) \
	 )
GEN         := $(foreach srcdir, $(shell find $(GEN_DIR) -maxdepth 10 -type d),$(wildcard $(srcdir)/*.java))
RES         := \
	$(foreach dir, \
	    $(RES_DIR), \
	    $(foreach srcdir, \
	        $(shell find $(dir) -maxdepth 10 -type d), \
	        $(wildcard $(srcdir)/*.*) \
	     ) \
	 )

# Some stuff
EMPTY       :=
SPACE       := $(EMPTY) $(EMPTY)
TAB         := $(EMPTY) $(EMPTY)
COLON       := $(EMPTY):$(EMPTY)
POINT       := $(EMPTY).$(EMPTY)
SLASH       := $(EMPTY)/$(EMPTY)

# Resource arguments for aapt
AAPT_RES    := $(addprefix -S , $(RES_DIR))
AAPT_EXT    := $(subst $(TAB),$(EMPTY),\
	$(subst $(SPACE),$(COLON),$(EXT_PKG)))

# Classpath arguments for javac
JAVAC_CLASS := $(subst $(TAB),$(EMPTY),\
	$(subst $(SPACE),$(COLON),$(JAR_LIB)))

# Default DEBUG Flag
ifndef DEBUG
	DEBUG   := true
endif

# Make rules
define gen-cfg
	@mkdir -p $(GEN_DIR)/$1
	@echo -e "package $(PACKAGE);\npublic class BuildConfig {\n public static final boolean DEBUG=$(DEBUG);\n}" > "$(GEN_DIR)/$1/BuildConfig.java"
endef

define target
	@echo -e "\033[36mBuilding target:\033[0m $1"
endef

define build-info
	@echo -e "\033[33mNOTICE: Please always do 'make clean' before you build release package!\033[0m"
	@echo -e "\033[32mNOTICE: Ignore any warnings reported by 'find'. That doesn't matter.\033[0m"
	@echo -e "\033[36mTarget apk path:\033[0m  $(OUT_APK)"
endef

.PHONY: clean pre merge debug_make release_make debug release install
# Clean up 
clean:
	$(call target, Clean)
	@rm -rf $(BUILD_DIR)

# Prepare build dir
pre:
	$(call build-info)
	$(call target, Environment)
	@mkdir -p $(BIN_DIR)
	@mkdir -p $(GEN_DIR)
	@mkdir -p $(CLASSES_DIR)

# Generate resources
$(RES_TS): $(RES) $(MANIFEST)
	$(call target, Resources)
	@$(AAPT) p -m -M $(MANIFEST) -A $(ASSET) -I $(ANDROID_JAR) $(AAPT_RES) --extra-packages $(AAPT_EXT) --auto-add-overlay -J $(GEN_DIR) -F $(OUT_APK) -f
	@echo $(shell date) > $@

# Generate build config
$(PKG_TS):
	$(call target, BuildConfig)
	$(foreach pkg, $(PACKAGE), $(call gen-cfg,$(subst $(POINT),$(SLASH),$(pkg))))
	@echo $(shell date) > $@

# Call javac to build classes
$(SRC_TS): $(SRC) $(GEN)
	$(call target, Classes)
	@$(JAVAC) -encoding utf-8 -cp $(JAVAC_CLASS) -d $(CLASSES_DIR) $(SRC) $(GEN)
	@echo $(shell date) > $@

# Convert the classes to dex format
$(OUT_DEX): $(SRC_TS)
	$(call target, Dex)
	@$(DX) --dex --no-strict --output=$(OUT_DEX) $(CLASSES_DIR) $(subst $(ANDROID_JAR) ,$(EMPTY),$(JAR_LIB))

# Merge the dex into apk
merge: $(OUT_DEX)
	$(call target, Merge)
	$(shell $(AAPT) r $(OUT_APK) $(DEX_NAME) > /dev/null)
	@cd $(BIN_DIR) && $(AAPT) a $(APK_NAME) $(DEX_NAME)

# Debug package (do not zipalign)
debug_make: pre $(RES_TS) $(PKG_TS)
	@$(MAKE) merge DEBUG=true
	$(call target, Debug)
	@$(JARSIGNER) -keystore $(KEY_DEBUG) -storepass android -sigalg MD5withRSA -digestalg SHA1 $(OUT_APK) my_alias

# Release package (zipalign)
release_make: pre $(RES_TS) $(PKG_TS)
	@$(MAKE) merge DEBUG=false
	$(call target, Release)
	@$(JARSIGNER) -keystore $(KEY_RELEASE) -sigalg MD5withRSA -digestalg SHA1 $(OUT_APK) $(KEY_ALIAS)
	@$(ZIPALIGN) 4 $(OUT_APK) $(OUT_APK)_zipalign
	@rm -r $(OUT_APK)
	@mv $(OUT_APK)_zipalign $(OUT_APK)

# Wrapper for debug build
debug:
	@$(MAKE) debug_make DEBUG=true

# Wrapper for release build
release:
	@$(MAKE) release_make DEBUG=false

# Install on phone
install:
	$(call target, Install)
	@if [ -f $(PM) ]; then \
	    $(PM) install -r $(OUT_APK);\
	else \
	    $(ADB) install -r $(OUT_APK);\
	fi

上面的规则目前支持:

  1. 定义源码路径
  2. 引入预编译库文件
  3. 引入资源目录
  4. 引入支持库项目源码
  5. assets
  6. 调试版和发布版分开编译分开签名
  7. 对发布版执行zipalign

其中,有关 SRC_TS PKG_TS RES_TS 的规则都是我上面提到的用时间戳代替目标文件。注意,规则里必须用 echo 来创建这个目标文件,这样,在你只修改了源码的时候,资源文件和 BuildConfig 就不需要重新编译。否则,make 将仍然不能按需编译。

虚拟规则 debug release 就是用了我提到的再次调用 make 本身的方法来定义 DEBUG 变量。这个变量是用于生成 BuildConfig.java 的,可能在源码里用到。而在 debug_makerelease_make 两个规则里面调用 make 则是为了重新生成源码列表。

上面的规则其实大部分需要修改的部分都被我定义为变量了,如果你需要用来编译自己的项目,只需要修改开头定义的变量即可,多半是引用的库文件、包名、资源目录、签名文件之类的,我的注释也非常详细,相信有一点基础的人都能看懂。哦对了,我没有定义 aidl 文件的编译规则,如果你用到了,只需要依葫芦画瓢,简单添加一条规则即可。

总结

  1. GNU Make 有编译好的ARM版本,可以在手机或平板电脑上编译。
  2. Makefile 可以自动检测需要重新编译的内容,只编译需要的部分。
  3. 通过 Makefile 的强大功能,所有配置都可以在文件开头的变量中定义,而不需修改具体规则,且规则的实现比之前的shell脚本简洁很多。你可以对比我之前写的shell编译脚本。
  4. make 可以自动捕捉编译中的错误并及时停止编译。虽然shell也能实现,但是要写一坨 trap, 反正我是懒得写……所以用shell编译的时候一直不能在出现问题的时候即时中断。
  5. Makefile 的编译流程和依赖关系真的比 shell 要清晰得多。
  6. 使用 vimjavacomplete 插件编辑代码前,可以用 make res make cfg 来生成 R.javaBuildConfig.java, 供自动完成插件调用。

鸣谢

  1. Google
  2. Android Application Build using Makefiles

You'll only receive email when they publish something new.

More from Typeblog
All posts