【Android篇】ProGuard, D8, R8编译器及代码优化-一一网

「本文已参与好文召集令活动，点击查看：后端、大前端双赛道投稿，2万元奖池等你挑战！」

为了减小安卓应用的大小，Google官方在Android Gradle插件中提供了几种不同的优化编译器：Proguard，D8，R8。它们的主要作用包括：

代码缩减（Code Shrinking）：从App应用及其依赖中检测并安全地移除不使用的类、字段、方法和属性；
资源缩减（Resource Shrinking）：从封装应用和应用库依赖项中移除不使用的资源；
混淆（Obfuscation）：缩短类和成员的名称，从而减小 DEX 文件的大小；
优化（Optimization）：检查并重写代码，以进一步减小应用的 DEX 文件的大小。

Proguard

Proguard是Guardsquare公司最先推出的一个免费的，可以提供缩减和优化处理的编译器，其工作流程为：

可以看到，首先.java文件会被Java编译器编译成.class文件，之后Proguard则会对.class文件进行缩减和优化，再通过Android运行环境中的Dalvik虚拟机将其编译成可以运行的.dex文件。也就是：

SourceCode(.java) → javac → Java Bytecode(.class) → Proguard → Optimized Java bytecode(.class) → Dex → *Dalvik Optimized Bytecode(.dex)

在这之后，Google推出了Jack&Jill编译器，它可以将以上步骤缩减成一步，从.java文件直接编译成.dex文件。但是这个编译器的效果并不理想，于是2017年Google决定重新使用之前的这套Proguard工作流程，但这次，Google将dx编译器进行了优化，产生了一个新的编译器： D8。

D8

D8相对于Proguard而言，最大的变化就是Google优化了dx编译器，参考Google自己的基准测试，D8相比之前的dx编译器，编译时间缩短了20%，而且编译产生的.dex文件更小。在JakeWharton的Android’s Java 8 Support中有对于D8的详细介绍，其工作流程为：

此时虽然工作流程得到了简化，但是由于Kotlin语言的出现和普及，使得Google不得不再次对于D8编译器进行改进和优化，于是在D8的基础上又出现了新的编译器：R8。

R8

R8是目前Gradle 3.4.0及以上版本的默认编译器，其使用方法和Proguard完美通用，都是通过proguard-rules.pro这个文件来声明编译规则并执行，其工作流程为：

可以看出R8同时支持Java和Kotlin代码，通过Google提供的关于Proguard和R8的对比测试可以看出，R8比不仅在编译时间上比Proguard快了将近一半，在生成的apk文件大小上也稍小于Proguard。但有意思的是，GuardSquare公司自己也出过相同关于Proguard和R8的对比测试，所以这个就是见仁见智了。

R8编译器的使用

启用R8编译器

启用R8编译器需要在project根目录下的build.gradle加入：

android {
    buildTypes {
        release {
            // 对于release版本是否启用代码缩减，混淆处理和优化
            minifyEnabled true

            // 是否启用资源缩减（基于Android Gradle plugin）
            shrinkResources true
            
            // 根据proguard-android-optimize.txt和proguard-rules.pro文件定义处理规则
            proguardFiles getDefaultProguardFile(
                    'proguard-android-optimize.txt'),
                    'proguard-rules.pro'
        }
    }
    ...
}
复制代码

“proguard-android-optimize.txt”是Gradle PlugIn里面默认的处理规则文件，而”proguard-rules.pro“是处理规则文件，创建新项目时Android Studio也会自动生成。当需要添加一系列自定义规则时，可以在”proguard-rules.pro“中进行添加。

添加单独模块的proguard规则文件

对于一个多模块的项目，各个模块可以在模块根目录下分别定义自己独立的proguard规则文件proguard-rules.pro，然后在模块根目录的build.gradle中加入如下内容：

android {
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled true
            proguardFiles getDefaultProguardFile(
                    'proguard-android-optimize.txt'),
                    'proguard-rules.pro'
          
          	// Using module ProGuard rules files and add it into any module which
          	// is dependent on this module
          	consumerProguardFiles 'proguard-rules.pro'
        }
    }
    ...
}
复制代码

简单来说，如果一个Library Module被App Module所依赖，那么通过在library module中声明consumerProguardFiles属性，app module就会将自己根目录下的proguard-rules.pro和library module的proguard-rules.pro合并作为代码缩减，混淆等处理的规则来运行。

添加自定义Proguard-rules.pro规则

keep规则

主要用于规定对于类（class）和类成员（members）是否要进行缩减，混淆的操作。默认状态缩减和混淆都是开启的，也就是：

此时，R8会对这个类进行缩减（remove unused code）和混淆（rename things）操作。

-keep class com.foo.library.** { *; }

禁止R8对类和类成员的所有操作：

要注意这种情况非常不推荐，因为它禁止了所有对于这个类的操作。而事实上在大部分情况中总是可以选择性的进行一些优化操作的。

-keepclassmembers com.foo.library.** { *; }

禁止R8对类成员的操作，但允许对类本身进行缩减和混淆：

如果这个类本身没有被使用，它会被删掉；如果它被使用了，则会将其重命名（混淆处理），而对于其中的类成员没有任何操作。

-keepnames com.foo.library.** { *; }

只检查是否有没有被使用的类或类成员，如果有的话则删掉它们。但不进行任何重命名混淆操作。

-keepclassmembernames com.foo.library.** { *; }

检查没有被使用的类和类成员，删掉没有用的，然后对类名进行重命名，但保留类成员的名字不变。

其他常用规则命令

-verbose：打印详细的混淆信息；

-dontnote com.foo.bar.*：不打印foo.bar包内的notes信息，例如typo或者missing useful options；

-dontwarn com.foo.bar.*：不打印foo.bar包内的warning信息，轻易不推荐使用；

-dontpreverify：不进行检查校验，主要针对使用Java Micro Edition或Java 6+版本的Java Library需要进行检查校验，对于安卓平台上运行的Library来说可以添加这个规则来加快编译速度；

-keepclasseswithmembers：和keep规则基本一致，唯一的区别就是它只作用于存在类成员的类，例如keep所有含有main method的Application Class；

-keepclasseswithmembersnames：同理，和keep规则的唯一区别也是它只作用于存在类成员的类；

-printusage[filename]：在standard output或者文件中打印出所有被缩减的内容；

-keepattributes[attribute_filter]：禁止重命名class中的参数（attributes），比如使用第三方library时要禁止混淆Exceptions， InnerClasses和Signature；打印stack trace的时候要禁止混淆SourceFiles和LineNumberTable等；

-dontusemixedcaseclassnames：进行混淆时不同时使用大小写来重命名。