和 Android 系统一样，很多 Android 应用也会选择将源码进行开放，一方面供开源社区对代码进行审查保证安全性，另一方面也能「集思广益」，经其它开发者之手发展、演变出更多有意思的代码分支和功能。
更重要的是，因为源码人人可获取，当这些应用的商店版本（如 Play 商店）因为各种原因更新缓慢，或原始分支不再维护时，我们也可以直接绕过商店、借助源码编译「原汁原味」的最新版本。
本文就为大家介绍一种相对简单、能够自给自足的 Android 应用编译方法。
要想编译 Android 项目，首先我们就先来看看项目源码的一般目录结构，了解我们需要一些什么样的编译工具。
编程语言：2021 年 Android 项目主要支持的编程语言是 Java 和 Kotlin。两者语言都是运行在 JVM 环境中，都需要各自的编译器 javac 和 kotlinc 把源码编译为 JVM 的字节码。
包管理器：Android 项目常见的包管理器是 Gradle，它负责管理和下载项目的第三方依赖，并且构建出可安装运行的 Android 安装包 (apk)。
开发套件：开发套件在图中是一个隐藏的依赖 —— Android SDK 。在大部分的平台架构上开发 GUI 程序，基本绕不开平台的 SDK。
至此，我们了解清楚了我们所需要的工具，那么下一个问题就是从哪里获取这些工具。
传统的办法编译 Android 项目是下载 Android Studio 集成开发环境，作为一个 IDE 它包含了上述所需要的全部的工具，但是它也有以下的弊端：
这些都是我认为对于小白用户来说比较困难的地方，因此我并不推荐使用大家只是为了构建 APK 就下载 Android Studio 折腾一番。
我个人比较推荐 GitHub Actions，它有两个重要且十分合适我们场景的特点，这里也提供一个实例展示如何使用。
开箱即用的环境。从 GitHub 官方的虚拟环境仓库可以看到，Ubuntu 20.04 的环境中自带了 Java 11，Kotlin 1.6.0，Gradle 7.3，和 Android SDK 的常用版本。相比上面的传统方法，Ubuntu 这套环境其实已经解决了很多编译环境问题了，且合适大部分的 Android 项目的构建，如果遇到不满足的地方，下面也有方法告诉你怎么轻易地解决。
足够的免费配额。GitHub Actions 对于免费的账户也是有一定的限制的，具体表现在：每个仓库的构建产物限制是 500MB，每个月的运行时长是 2000 分钟。对于我们只是构建一个普通的 Android 项目安装包来说，也够用了，运行时长也是绰绰有余。
下面就通过实战来看看如何方便快捷地用 GitHub Actions 来构建一个开源 Android 项目的 APK 安装包吧。我这里选择的是 FolioReader，一个 Java 编写的 ePub 阅读器，在 GitHub 上开源并获得 2k ⭐。
这里是我编写的 GitHub Actions 运行的配置文件并开源在 Wsine/android_builder，我会详细地说明一下每个步骤都做了什么。
name: android_build
on:
workflow_dispatch:
jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- name: Checkout the code
# 拉取 android_builder 的源代码
uses: actions/checkout@v2
- name: Set up JDK
# 设置 Java 运行环境
uses: actions/setup-java@v1
with:
java-version: 1.8
# 用 1.8 版本覆盖环境中自带的 Java 11 版本
- id: get-project
# 读取项目地址
name: Get project name
run: echo "::set-output name=PROJECT::$(cat project-to-build)"
- name: Clone project
# 拉取项目源码到虚拟环境
run: git clone --depth=1 ${{ steps.get-project.outputs.PROJECT }} project
- name: Build the app
# 构建调试版 APK
working-directory: ./project
run: |
if [ ! -f "gradlew" ]; then gradle wrapper; fi
chmod +x gradlew
./gradlew assembleDebug --stacktrace
- name: Upload APK
# 打包上传生成的 APK 到的网页端
uses: actions/upload-artifact@v2
with:
name: my-build-apk
path: ./**/*.apk
这个 Workflow 的触发条件设置为手动触发，因为还需要一些修改才能满足目标 Android 项目的构建条件，因此没有设置为常规的基于文件改动就触发。
虚拟环境这里我使用的是 ubuntu-latest，在此时就是指向 Ubuntu 20.04 这个 LTS 版本，日常开发中可能不建议使用这种不确定的版本，但在我们的场景中还是毕竟合适的，因为一个还在维护的 Android 项目一般都会适配较新的 LTS 版本的。
第一步是拉取 android_builder 的源代码，主要目的是获取 project-to-build 这份文件，里面包含了我们的目标 Android 项目的 GitHub 地址。在我们这个实战中就是 https://github.com/FolioReader/FolioReader-Android 这个地址，如需编译其它的项目，把该地址替换为其相应的 GitHub 地址即可。
第二步是设置运行环境，这里是重点。一般情况下，Android 项目中的 Java 代码语法需要一定的 Java 编译器版本，因此我这里引入了 actions/setup-java 这个 action 来快捷地设置 Java 的版本，比如这里我使用了 1.8 版本（Java 8）覆盖环境中自带的 Java 11 版本。同样地，设置 Gradle 和 Android SDK 也有快捷的 action 可以复用，分别为 gradle/gradle-build-action 和 android-actions/setup-android。GitHub 官方的 Ubuntu 20.04 的环境中自带的版本已经是比较高的版本了，一般情况下程序都有后向兼容，所以大部分的情况下你其实可以完全不用设置。这里仅是一个例子来展示如何轻松地修改版本。
第三步的目标是从 project-to-build 这份文件中读取 Android 项目的开源地址并传递给下一步进行拉取Android 项目源码。注意，目标 Android 项目要开源并且是处于公开的状态。cat project-to-build 可以读取这份文件包含的地址，然后通过 GitHub Actions 中特殊的语法 ::set-output name=PROJECT::XXX设置地址为该步骤的输出。
第四步是拉取目标 Android 项目源码到虚拟环境中准备编译。首先通过 ${{ steps.get-project.outputs.PROJECT }} 获取上一步的输出地址，然后用 Git 命令克隆 Android 项目源码到虚拟环境的本地中。至此，编译前的准备工作已完成。
第五步是构建 APK 的关键步骤，这里假设目标 Android 项目是已经能够编译通过的了。gradlew 是 Gradle 包管理工具自己产生的一个 bash 脚本，用于命令行环境下的自动构建，绝大部分的开源项目已经包含了该文件，因此我加了个判断，如果不存在该文件则用 Gradle 生成出来，并赋予执行权限。得益于优秀的包管理器，Android 项目下只需要一句命令即可构建出 APK 安装包——./gradlew assembleDebug --stacktrace，该命令用于构建调试版 APK，调试版本已满足个人的使用，折腾应用签名就没有必要了。后面的 stacktrace 参数只是为了显示更多的运行信息。执行完这步， APK 就已经生成好了。
最后一步，把生成的 APK 文件打包上传到 GitHub Actions 的网页端，方便下载。你也可以上这里看看我构建的 APK 输出，最后会得到一个 zip 压缩包，包含了最终生成的 APK 文件。
整个构建过程只需要 2m 47s，就得到了我们的 APK 文件，其中包含了下载全部依赖库和从零开始编译两个过程，相比自己下载到本地编译从运行速度和网速两个角度来说，整个过程就显得非常快了。然后就可以把 APK 文件传输到自己的手机，在设置中打开「允许安装未知来源应用」的选项，就能够顺利安装到手机中。
首先 fork 一下 Wsine/android_builder 这个仓库，根据上面第三步的操作，修改 project-to-build 这个文件改为你需要编译的 Android 项目的 GitHub 地址，然后如下图所示点击，即可运行该 Workflow。运行完毕后点开 Workflow 在 Summary 的选项卡中找到 Artifacts，即可下载带 APK 的压缩包。
感谢 GitHub Actions 让以往相对复杂、也有不低上手门槛的事情变得更加简单、快捷，如果你也有过类似的需求，不妨现在就找个项目上手试试吧。
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