解決Android 應用方法數不能超過65K的問題

做爲一名Android開發者，相信你對Android方法數不能超過65K的限制應該有所耳聞，隨着應用程序功能不斷的豐富，總有一天你會遇到一個異常：

Conversion to Dalvik format failed:Unable toexecute dex: method ID not in [0, 0xffff]: 65536

可能有些同窗會說，解決這個問題很簡單，咱們只須要在Project.proterty中配置一句話就Ok啦，

dex.force.jumbo=true

是的，加入了這句話，確實可讓你的應用經過編譯，可是在一些2.3系統的機器上很容易出現

INSTALL_FAILED_DEXOPT異常

對於以上兩個異常，咱們先來分析一下緣由：

一、Android系統中，一個Dex文件中存儲方法id用的是short類型數據，因此致使你的dex中方法不能超過65k

二、在2.3系統以前，虛擬機內存只分配了5M

知道了緣由，咱們就來一個個的解決上面的問題，首先對於65k的問題，咱們在應用層是沒法改變android系統的結構的，因此咱們沒法將數據類型從short改變爲int或者其餘類型，也就是說一個dex中的方法數不能超過65k是咱們沒法逾越的鴻溝，咱們只能減小一個dex中的方法數，首先最容易想到的方案就是去掉一些無用的Jar包，以及將一些屬性設置爲public，從而能夠去掉get/set方法，這種方法只能臨時解決問題，隨着時間的推移，總有一天仍是會出現方法數超過65k的，畢竟一個應用通常是在加功能，不會減功能。

下面我來向你們介紹兩種主流的解決方案，一種是以微信爲表明的，將一些功能作成插件，動態加載，另外一種方案是以facebook爲表明的分包方案，將一個apk中的dex文件分割成多個dex文件，而後動態的去加載dex文件。其實這兩種方案的核心思想是同樣的，插件是把將來要開發的新功能作成apk和dex動態加載，而分包方案是將已經完成的功能分紅多個dex文件動態加載，其實我我的以爲插件方案比分包方案更好的解決了65k的問題，由於插件方案不只可以解決65k問題，還能讓咱們的應用體積減少，而分包只能解決65k的問題。

關於插件開發，作成動態加載，我在很早以前一篇文章中就寫過其基本思想，有興趣的同窗能夠看看

《實現Android 動態加載APK（Fragment or Activity實現）》

http://blog.csdn.net/yuanzeyao/article/details/38565345

下面咱們重點介紹分包機制

咱們知道一個apk文件裏面有一個dex文件，這個dex文件裏面都是通過優化了的class文件，所謂分包，就是講一個dex文件分紅多個dex文件，這裏咱們約定一下，第一個dex叫作main.dex,第二個叫作second.dex，一般在分包的時候，咱們須要將應用啓動就須要使用的類放入到main.dex中，把不是立馬就須要使用的類放入到second.dex中，對於Android系統，他只會默認加載main.dex的，second.dex對於他來講可能只是一個資源文件，它是不會主動去加載second.dex,因此我在應用啓動的過程當中，咱們須要爲second.dex建立好一個類加載器，便於我在使用second.dex中的類時，可以裏面加載該類。

關於如何加載second.dex也有好多作法，用的比較多的主要有一下幾種

一、最簡單的作法就是使用DexClassLoader進行加載，並將該DexClassLoader的父加載器設置爲PathClassLoader

二、使用DexClassLoader加載，並將DexClassLoader的父加載器設置成PathClassLoader的父加載器，將PahtClassLoader的父加載器設置成DexClassLoader,仔細品味一下1和2的區別

三、將second.dex的路徑放入到PathClassLoader的加載路徑中

對於第2中方案，在有一種狀況下是不能使用的，好比當second.dex經過DexClassLoader加載，可是second.dex中使用了一個類，這個類在main.dex中，這個時候就會拋出類找不到的異常，因此這種方案只能擁有second.dex不會用到main.dex類的時候

以上說的都是理論，下面咱們來實戰一下

我這裏會介紹兩種方案，一種是基於gradle構建Android項目，一種是基於Ant構建Android項目

方案一：基於gradle構建Android項目，並實現分包

環境要求：AndroidStudio0.9以上，gradle插件0.14.2以上

一、若是你的工程在eclipse中，那麼你須要將該工程導入到Android中，此時須要你升級adt22以上

二、打開你工程的build.gradle文件，檢查gradle插件是不是0.14.2版本以後，由於0.14.2以後gradle插件才支持分包

三、打開工程下某一個Moudle的build.gradle文件，添加對android-support-multidex.jar的依賴

四、去掉第三方jar包中重複的類

五、設置虛擬機堆內存空間大小，避免在編譯期間OOM

六、gradle構建項目時，貌似默認是不會將so庫加入工程的，因此爲了不此種狀況發生，咱們須要制定so庫目錄，對於從eclipse轉換過來的工程，還須要制定src和資源文件路徑

七、若是你的項目依賴了其餘庫， 分別在各個庫工程中加入 multiDexEnabled = true 和 jniLibs.srcDirs =['libs']兩個配置便可

八、若是你的項目沒有自定義Application，那麼你在AndroidManifest.xml中使用MultiDexApplication便可，若是你的項目有自定義Application,而且是繼承是Application，那麼只須要改成繼承MultiDexApplication便可，若是你的項目時繼承的其餘Application，那麼你須要重寫

attachBaseContext

@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
    super.attachBaseContext(base);
    MultiDex.install(this);
}

通過上述配置，你的項目應該是已經成功分包了。若是分包成功，那麼你解壓你的apk文件，會發現有兩個dex文件，經過上述的配置過程，咱們發現此方案咱們沒法控制哪些類在main.dex中，哪些類在second.dex中，經過此種方案配置分包，能夠兼容API4-API20.其加載second.dex採用的是上述方案中的3

下面咱們來看看基於Ant構建Android項目，並實現分包過程

在上述方案中，因爲咱們沒法看到gradle構建項目的腳本，因此咱們沒法控制哪些類在第一個dex，哪些類在第二個dex，此方案中，咱們採用Ant構建，Ant是容許用戶本身定義構建方案的，好比咱們能夠經過自定義構建方案，將項目中某些第三方jar包放入到second.dex中，關於這個如何實現，請參考開源項目吧

https://github.com/mmin18/Dex65536.git

因爲該項目加載second.dex所採用的方案是上述方案2，好比second.dex中的某些第三方jar包依賴main.dex中的某些類，這種方案就會實現，因此在此我將此方案去掉，換成了方案3，也就是將second.dex的路徑設置到PathClassLoader的加載路徑中

我只給出Android 4.4中的解決方案，其餘系統大同小異

加載second.dex方法

/**
	@param loader
		 PathClassLoader
    @additionalClassPathEntries 
		 要被加載的dex文件，這裏就是咱們的second.dex
    @optimizedDirectory
		 就是dex文件解壓的目錄
*/
 private static void install(ClassLoader loader, List<File> additionalClassPathEntries,
                File optimizedDirectory)
                        throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException,
                        NoSuchFieldException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
            /* The patched class loader is expected to be a descendant of
             * dalvik.system.BaseDexClassLoader. We modify its
             * dalvik.system.DexPathList pathList field to append additional DEX
             * file entries.
             */
			 //經過反射找到pathList的值
            Field pathListField = findField(loader, "pathList");
            Object dexPathList = pathListField.get(loader);
            ArrayList<IOException> suppressedExceptions = new ArrayList<IOException>();
			//將second.dex 加入到PathClassLoader的加載路徑中
            expandFieldArray(dexPathList, "dexElements", makeDexElements(dexPathList,
                    new ArrayList<File>(additionalClassPathEntries), optimizedDirectory,
                    suppressedExceptions));
            if (suppressedExceptions.size() > 0) {
                for (IOException e : suppressedExceptions) {
                    Log.w(TAG, "Exception in makeDexElement", e);
                }
                Field suppressedExceptionsField =
                        findField(loader, "dexElementsSuppressedExceptions");
                IOException[] dexElementsSuppressedExceptions =
                        (IOException[]) suppressedExceptionsField.get(loader);

                if (dexElementsSuppressedExceptions == null) {
                    dexElementsSuppressedExceptions =
                            suppressedExceptions.toArray(
                                    new IOException[suppressedExceptions.size()]);
                } else {
                    IOException[] combined =
                            new IOException[suppressedExceptions.size() +
                                            dexElementsSuppressedExceptions.length];
                    suppressedExceptions.toArray(combined);
                    System.arraycopy(dexElementsSuppressedExceptions, 0, combined,
                            suppressedExceptions.size(), dexElementsSuppressedExceptions.length);
                    dexElementsSuppressedExceptions = combined;
                }

                suppressedExceptionsField.set(loader, dexElementsSuppressedExceptions);
            }
        }

分包成功後，解壓apk文件，進入assert文件夾，咱們看到以下結構，libs.apk就是第三方jar編譯後造成的dex文件

對於上面提到的第二個問題INSTALL_FAILED_DEXOPT，根本緣由就是2.3版本以前dalvik虛擬機的內存只有5M,因此不管是插件方案仍是分包方案在某些手機上仍是會遇到該問題，畢竟咱們僅僅是減小了每一個dex中包的數量，可是方法總數是沒有減小的，因此解決此問題的根本方法就是修改虛擬機內存至8M,這個需求在Java層是沒法實現，可是能夠在c層實現，具體實現流程能夠參考開源項目：

https://github.com/viilaismonster/LinearAllocFix.git

至於該方法中用到的一些方法，能夠到android-support-multidex.jar中找到，這裏就不都貼出來了，若是那裏沒有寫清楚，歡迎留言討論...