扫描件太大怎么缩小到1m以下（扫描件扫出来太大怎么改小）

本文作者：冯瑞；廖斌斌；刘丰恺

前言

应用安装包的体积会显著影响应用的下载速度和安装速度，按照 Google 的经验数据，包体积每增加 1M 会造成 0.17%的新增折损。抖音的一些实验也证明了包体积会显著影响下载激活的转化率。

Android 的安装包是 APK 格式的，在抖音的安装包中 DEX 的体积占比达到了 40%以上，所以针对 DEX 的体积优化是一种行之有效的包体积优化手段。

DEX 本质上是由 java/kotlin 代码编译而成的字节码，因此，针对字节码进行业务无感的通用优化成为我们的一个探索方向。

优化结果

终端基础技术团队和抖音基础技术团队在过去的一年里，利用 ReDex 在抖音包体积优化方面取得了一些明显的收益，这些优化也被同步到了其他各大 App 上。

在抖音、头条和其他应用上，我们的优化对 APK 体积的缩减普遍达到了 4%以上，对 DEX 体积的缩减则可以达到 8% ~ 10%

优化思路

在 android 应用的构建过程中，Java/Kotlin 代码会先被编译成 Class 字节码，在这个阶段 gradle 提供了 Transformer 可以进行字节码的自定义处理，很多插件都是在这个阶段处理字节码的。然后，Class 文件经过 dexBuilder/mergeDex 等任务的处理会生成 DEX 文件，并最终被打进安装包中。整个过程如下所示：

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所以，针对字节码的优化是有 2 个时机可以进行的:

在 transformer 阶段对 Class 字节码进行优化
在 DEX 阶段对 DEX 文件进行优化

显然，对 DEX 进行优化是更理想的一种方式，因为在 DEX 文件中，除了字节码指令外，还存在跨 DEX 引用、字符串池这样的结构，针对这些 DEX 格式的优化是无法在 transformer 阶段进行的。

在确定了针对 DEX 文件进行优化的思路后，我们选择了 facebook 的开源框架 ReDex 作为优化工具，并对其进行了定制开发。

选择 ReDex 的原因是它提供了丰富的基础能力，ReDex 的基础能力包括：

读写及解析 DEX 的能力，同时可以在一定程度上读取并解析 xml 和 so 文件
解析简单的 Proguard keep 规则并匹配类/方法/成员变量的能力
对字节码进行数据流分析的能力，提供了常用的数据流分析算法
对字节码进行合法性校验的能力，包括寄存器检查、类型检查等
一系列的字节码优化项，每项优化称为一个 pass，多个 pass 组成 pipeline 对 DEX 进行优化

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我们基于这些能力进行了定制和扩展，并期望最终建立完善的优化体系。

优化项

在抖音落地的优化项，包括 facebook 开源的优化和我们自研的优化，从其出发点来看，可以大致分为下面几种:

通用字节码优化：通常意义下的编译优化，如常量传播、内联等，一般也可在 Transformer 阶段实现
DEX 格式优化：DEX 中除了字节码指令外，还包括字符串池、类/方法引用、debug 信息等等，针对这些方面的优化归类为 DEX 格式优化
针对编程语言的优化：Java/Kotlin 的一些语法糖会生成大量字节码，可以对这些字节码进行针对性的分析和优化
提升压缩率的优化：将 DEX 打包成 APK 实质上是个压缩的过程，对 DEX 内容进行针对性的优化可以提升压缩率，从而产生体积更小的 APK

这几种优化没有明确的标准和界线，有时一个 Pass 会涉及到多种，下面详细介绍一下各项优化。

通用字节码优化ConstantPropagationPass

该 Pass 实际上包含了常量折叠和常量传播。

常量折叠是在编译期简化常量的过程，比如

1 y = 7 - 14 / 2 2 ---> 3 y = 0

常量传播是在编译期替代指令中已知常量的过程，比如

1 int x = 14; 2 int y = 7 - x / 2; 3 return y * (28 / x 2); 4 ---> 5 int x = 14; 6 int y = 7 - 14 / 2; 7 return (7 - 14 / 2) * (28 / 14 2);

上面的例子经过常量折叠常量传播优化后就会简化为

1 int x = 14; 2 int y = 0; 3 return 0;

再经过死代码删除就可以最终变为return 0。

具体的优化过程是：

对方法进行数据流分析，主要针对 const/move 等指令，得出一个寄存器在某个位置可能的取值
根据分析的结果，进行指令替换或指令删除，包括:

如果值肯定是非空的，可以将对应的判空去掉，比如 kotlin 生成的 null check 调用
如果值肯定为空，可以将指令替换为抛空异常
如果值肯定让某 if 分支走不到，可以删除对应的分支
如果值是固定的，可以用 const 指令替换对应的赋值或计算指令

一个方法经过 ConstantPropagationPass 优化后，可能会产生一些死代码，比如例子中的int y = 0，这也为后续的死代码删除创造了条件。

AnnoKillPass

该 Pass 是用来移除无用注解的。注解主要分为三种类型:

SOURCE：java 源码编译为 class 字节码就不可见，此类注解一般不用过于关注
CLASS：字节码通过 dx 工具转成 DEX 就不可见，代码运行时不需要获取信息，所以一般来说也不需要关注，实测发现部分注解仍然存在于 DEX 中，这部分注解可以进行优化
RUNTIME：DEX 中仍然可见，代码运行中可以通过 getAnnotations 等接口获取注解信息，但是随着业务的迭代，可能获取注解信息的代码已经去掉，注解却没有下掉，这部分注解会被 ReDex 安全的移除

除此之外，实际上为了支持某些系统特性，编译器会自动生成系统注解，虽然注解本身是 RUNTIME 类型，但是可见性是VISIBILITY_SYSTEM