ResourceManager 與資源解析流程

intro

在 Android 開發中，我們最常接觸的並非直接操作底層系統，而是透過資源 (Resources) 與應用進行互動。無論是字串、圖片、佈局、樣式、顏色，甚至是配置 (Configuration) 對應的資源選擇，都仰賴 Android 的 ResourceManager 進行載入與管理。
對開發者來說，資源管理似乎只是「在 res/ 放檔案，然後用 R.xxx 存取」這麼簡單。但對 Android Framework 而言，資源管理其實是 編譯期 → 打包期 → 運行期 三個階段的完整流程，涵蓋了 AAPT 編譯、資源 ID 生成、APK 中資源表的建構，以及運行時依據螢幕大小、語言、夜間模式等條件進行資源解析 (Resource Resolution)。這個系統保證了 Android 能適配全球各種裝置、地區與語言。

資源管理的重要性

為什麼 Android 要有專屬的資源管理系統？理由如下：

• 跨語言與地區支持 (Internationalization)
  • 使用 res/values-zh/strings.xml 與 res/values-en/strings.xml，即可針對中文與英文提供不同字串。
  • ResourceManager 會依照使用者系統語言自動選擇。
• 跨螢幕與裝置配置支持 (Configuration Qualifiers)
  • 針對 hdpi/, xhdpi/, land/, sw600dp/ 目錄提供差異化資源。
  • 適應平板、手機、可折疊裝置。
• 權限與安全性
  • 資源表會進行 ID 壓縮與優化，避免直接暴露檔案結構。
  • ResourceManager 提供 API 層的統一存取，而非直接透過檔案系統。
• 效能與快取
  • 運行時 ResourceManager 會快取常用資源，減少 I/O 開銷。
  • 與 AssetManager 整合，支持 Memory Mapping 加快存取速度。

資源生命週期：從編譯到運行

Android 的資源處理可分為三個階段：

1. 編譯期 (Compile Time)

• 使用 AAPT2 (Android Asset Packaging Tool 2) 將 res/ 資料夾中的 XML、圖片等資源進行編譯。
• XML 轉換為二進位格式 (Binary XML)。
• 生成 R.java 或 R.class，將資源對應到整數 ID。
• 資源 ID 存放在 resources.arsc (資源索引表)。

2. 打包期 (Packaging)

• APK 內含：
  • /res/ → 原始或壓縮資源檔案。
  • /resources.arsc → 資源 ID 與對應的資源項目。
  • /assets/ → 直接提供應用讀取的檔案，不會進入資源表。

3. 運行期 (Runtime)

• ResourceManager 與 AssetManager 負責載入資源。
• 根據 Configuration (如 locale=zh-TW, density=xxhdpi, orientation=landscape) 選擇最合適的資源。
• 若無法匹配，會 fallback 至 default 目錄。

res/values/strings.xml   → (AAPT2) → R.java  → 編譯進 APK
res/drawable/icon.png    → (壓縮/打包) → resources.arsc
APK 安裝 → ResourceManager 初始化 → 運行期資源解析

ResourceManager 與 AssetManager 的關係

1. ResourceManager
   Framework 中的核心類別，應用透過 Context.getResources() 取得。
   負責：

• 提供 API：如 getString(), getDrawable(), getColor()
• 管理資源快取
• 處理 Configuration 更新 (如系統語言切換)

2. AssetManager

• 底層實作類別，負責與 APK 的 resources.arsc、資源檔案交互。
• 提供原始檔案存取，透過 memory-mapped I/O 加快讀取。

應用程式
   |
   v
Context → ResourceManager → AssetManager → APK 資源表 / 檔案

資源解析流程 (Resource Resolution)

資源解析是 ResourceManager 的核心，流程如下：

1. 應用請求資源

• 例：context.getResources().getString(R.string.app_name)

2. ResourceManager 查找資源 ID

• 從 R.string.app_name 得到整數 ID。
• 交給 AssetManager 查詢對應資源表。

3. Configuration 匹配

• 比對系統當前 Configuration (如 locale=zh, screenDensity=xxhdpi)。
• 在 resources.arsc 中找出最適合的資源版本。

4. 回傳結果

• 若是文字，返回字串。
• 若是圖片，返回 Drawable 物件。
• 若找不到，會回退至預設資源 (default resources)。

請求資源 ID
   ↓
檢查 Configuration (語言、密度、螢幕方向)
   ↓
是否有對應資源？
   ├─ 是 → 返回對應資源
   └─ 否 → 回退至 default

Configuration 與資源多樣性

• ResourceManager 支持根據不同裝置特性提供差異化資源。常見的 Configuration Qualifiers 包含：
  • 螢幕方向：res/layout-land/ vs res/layout-port/
  • 螢幕大小與最小寬度：res/layout-sw600dp/
  • 螢幕密度：res/drawable-mdpi/, drawable-xxhdpi/
• 語言與地區：res/values-en/, res/values-zh-rTW/
  • 夜間模式：res/values-night/
    這讓 Android 能在不同裝置與地區，提供在地化與最佳化的體驗。

資源快取與效能優化

為了避免重複解析資源造成效能浪費，ResourceManager 實作了快取機制：

• Drawable 快取
  • 圖片資源只會解析一次，後續直接從快取中取用。
• 字串快取
  • 常用字串保存在 LRU Cache。
• Configuration 變更時清理
  • 如語言切換、螢幕旋轉，會觸發 ResourceManager 清除快取並重新載入資源。

questions

• 為什麼 getResources().getDrawable() 會回傳不同結果？
  • 取決於當前 Configuration，例如夜間模式下可能載入 drawable-night。
• 為什麼 APK 體積很大？
  • 過多資源檔案未針對密度拆分，導致冗餘。
• 如何減少資源浪費？
  • 使用 resConfig 過濾只需的語言。
• 使用 density split 拆分 APK。

use cases

• 多國語系
  • 使用 res/values-zh/ 與 res/values-en/ 提供不同字串。
  • ResourceManager 自動依照系統語言載入。
• 平板專用佈局
  • 在 res/layout-sw600dp/ 定義平板 UI。
  • 手機仍使用 res/layout/。
• 夜間模式
  • 使用 res/values-night/ 提供不同顏色主題。

Summary

ResourceManager 是 Android Framework 的基礎元件，負責將編譯後的資源表與 APK 中的實際檔案連結起來，並根據裝置的 Configuration 自動進行最合適的選擇。其運作流程從 編譯 (AAPT2)、打包 (APK)、到 運行時 (Resource Resolution)，完整支持了多語系、多裝置、多密度與動態配置切換。