Android开发之混淆高级教程01

1、我们知道，Java在编译的时候将代码（.java）转换成字节码（.class），相比源代码来说，字节码更加的简洁，但因为只是将源代码编译成字节码，生成的字节码中包含一些没有用到的代码，尤其当你的项目包含一些第三方的类库时，没有用到的代码会更多。压缩阶段将分析生成的字节码，然后在保证项目能够正常运行的同时将一些没有引用的类、字段、方法移除，这就是所谓的压缩阶段。

为了验证是否真的移除未引用的类、字段、方法，创建一个module，包含AdvancedCourseActivity和Subject两个类，其中Subject没有被引用，对混淆后的项目进行签名打包，然后反编译生成的apk文件，检查是否还存在Subject字节码文件，如下图：

2、反编译后的项目结构，如下图：

3、由上图，发现Subject字节码文件已被移除，接下来修改Subject类中，代码如下：

4、然后在AdvancedCourseActivity引用Subject提供的构造方法和get方法，是否没有引用的set方法会被移除呢？引用的代码，如下：

5、反编译后的项目结构，如下图：

6、由上图分析，混淆代码后，保留了被引用的字段：courseName、creditHour，保留被引用的方法：getCourseName()、getCreditHour()，以及构造方法，我们将在以后的混淆中巧妙地使用压缩规则，有点类似于Android Studio的App Link Assistant功能。

那么，开启混淆功能，默认执行压缩过程（即执行字节码分析），然后移除无用的类、字段、方法，如果我们不想执行代码的压缩，我们那该怎么做呢？

这时候，就需要学习压缩阶段的一些规则了（除此外，还有优化规则、混淆规则），压缩规则的可选项，包括如下几种：

7、-dontshrink

开启混淆，默认压缩所有的类，通过上述关键字可以关闭压缩过程，在proguard-rules.pro文件中添加如下规则：

8、反编译后的项目结构，如下图：

9、-printusage [filename]

将压缩阶段未引用的所有类的信息打印到指定的文件中，如果你没有在proguard-rules.pro指定该选项，默认输出路径是：

10、在上面的例子中，Subject未引用set方法，在usage.txt文件中，可以找到如下信息：

作用：可以用于检查签名打包的apk，在压缩阶段移除了哪些代码，是否符合自己的要求。

11、-whyareyoukeeping class_specification

打印出在压缩阶段，被保留类和内部成员的详细说明，class_specification指定我们需要了解的类名，打印出来的详细说明在Gradle Console查看，比如，我们想要了解为什么保留Subject类信息，在proguard-rules.pro文件中添加如下规则：

12、运行当前Demo，gradle console打印出如下信息：

13、前面，我们说到usage.txt文件记录没有引用的类信息，反过来也可以反推出被引用的类信息，Subject类为引用setCourseName()和setCreditHour()，除此外，get方法和构造方法被引用，从上图看出，在AdvancedCourseActivity的void onCreate()被调用。

到此，我们完成了压缩阶段的学习。

1、在压缩过程，除了移除未引用的类、字段、方法外，ProGuard同时也执行字节码的优化处理，支持的优化方式，包括以下几种：

1、评估常量表达式

2、移除不需要的字段访问和方法调用

3、移除不需要的修饰符和测试实例

4、移除未引用的代码块

5、合并相同的代码块

6、减少变量的分配

7、移除只写字段和未引用的方法参数

8、内联常量字段、方法参数和返回值

9、内联简短的或仅回调一次的方法

10、简化尾递归调用

11、合并可以合并的类和接口

12、根据使用情况，修改方法为private、static、final

13、用单一的实现替换接口

14、执行不止200次的窥孔优化

15、可选地删除打印的日志代码

实际的优化效果还依赖项目的代码和代码执行的VM，最终，字节码文件变得更小。

2、优化代码可选项。Android Studio开启混淆，默认执行优化的过程，所有类里面的方法在字节码阶段进行优化处理，同时，为我们提供修改优化过程的规则，这些优化规则包括以下几种：

3、-dontoptimize

在proguard-rule.pro文件添加上述规则，关闭优化过程，需要使用该选项，在proguard-rules.pro添加如下规则：

4、-optimizations optimization_filter

有选择的优化符合optimization_filter过滤器()规则的字节码，需要使用该选项，在proguard-rules.pro添加如下规则：

5、-optimizationpasses n

指定执行优化级别的整型参数，默认执行一级优化，多级优化进一步改善字节码的质量。

6、-assumenosideeffects class_specification

为了防止优化过程对类的方法造成影响，使用上述规则摒弃掉这种影响。这是因为，在优化阶段，ProGuard移除方法的依据：分析程序代码自动检查没有被引用的方法，但不分析library类库的代码，因此，在proguard-rules.pro添加上述规则，或许很有用。

7、-allowaccessmodification

指定类和内部成员的访问修饰符可以在优化处理期间修改，可以改善优化过程的结果。

8、-mergeinterfacesaggressively

指定可以被合并的接口

1、其中，optimization_filter过滤器的可选项，可以是下面列表中一项或者多项：

1、class/marking/final

在可能时，将类标记成final

2、class/merging/vertical

在可能时，垂直地合并各类

3、class/merging/horizontal

在可能时，水平地合并各类

4、field/removal/writeonly

移除只写字段

5、field/marking/private

在可能时，将字段标记成private

6、field/propagation/value

跨方法，传递字段值

7、method/marking/private

在可能时，将方法标记成private

2、method/marking/static

在可能时，将方法标记成static

9、method/marking/final

在可能时，将方法标记成final

10、method/removal/parameter

移除未引用的方法参数

11、method/propagation/parameter

将调用方法的方法参数的值传递给被调用方法

12、method/propagation/returnvalue

将方法的返回值传递给调用的方法

13、method/inlining/short

内联简短的方法

14、method/inlining/unique

内联只调用一次的方法

15、method/inlining/tailrecursion

在可能时，简化尾递归调用

16、code/merging

当修改分支版本时，合并相同的代码块

17、code/simplification/variable

优化变量加载和存储。

3、code/simplification/arithmetic

优化算术指令

19、code/simplification/cast

优化抛出操作

20、code/simplification/field

优化字段加载和存储

21、code/simplification/branch

优化分支指令

22、code/simplification/string

优化常量字符串

23、code/simplification/advanced

基于控制流分析和数据流分析，简化代码

24、code/removal/advanced

基于控制流分析和数据流分析，移除代码

25、code/removal/simple

基于简单的控制流分析，移除代码

26、code/removal/variable

从本地变量帧，移除未引用的变量

27、code/removal/exception

移除空try区块异常

28、code/allocation/variable

在本地变量帧中，优化变量分配

4、除了可以是上述可选项中的一项或多项外，还可以使用通配符?和*，其中：

？，匹配优化名称的单个字符

*，匹配优化名称的多个字符

参考的例子如下：

1、在上一篇文章《Android开发之混淆基础教程》我们总结了用于保留类名、方法名的关键字就有6个，如下表格所示：

2、除了，-keepclassmembers和-keepclassmembernames仅用于保留指定的方法而不保留类名外；其他4个关键字即可保留类名，也可以保留方法名，这属于其中一个比较大的区别。

然而，无names的关键字和有names的关键字的关系如下图：

3、开启代码混淆功能后，无names的关键字通过添加修饰符allowshrinking（ps：修饰符要加逗号），等价于有names的关键字。换句话说，前者没有执行压缩过程，后者压缩后可以移除未引用的类、方法和字段，有效减少代码量和内存消耗，因此，可以的话建议使用或者。

到此，完成了几种保留类名、方法名关键字的学习。

1、本篇文章主要介绍了混淆过程的压缩代码的目的，优化代码的几种方式，然后了解各自阶段的规则配置，最后总结无names和有names保留关键字的区别，加深了对混淆过程、混淆规则的理解。

在下一篇文章《Android开发之混淆高级教程02》，将会在包含多个第三方类库、注解、序列化、枚举等项目中使用混淆功能，那样的规则又该如何写呢？