Android之解决打包apk方法数不能超过65k的问题

作为一名Android开发者，相信你对Android方法数不能超过65K的限制应该有所耳闻，随着应用程序功能不断的丰富，总有一天你会遇到一个异常：

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

可能有些同学会说，解决这个问题很简单，我们只需要在Project.proterty中配置一句话就Ok啦，

dex.force.jumbo=true

是的，加入了这句话，确实可以让你的应用通过编译，但是在一些2.3系统的机器上很容易出现

INSTALL_FAILED_DEXOPT异常

对于以上两个异常，我们先来分析一下原因：

1、Android系统中，一个Dex文件中存储方法id用的是short类型数据，所以导致你的dex中方法不能超过65k

2、在2.3系统之前，虚拟机内存只分配了5M

知道了原因，我们就来一个个的解决上面的问题，首先对于65k的问题，我们在应用层是无法改变android系统的结构的，所以我们无法将数据类型从short改变为int或者其他类型，也就是说一个dex中的方法数不能超过65k是我们无法逾越的鸿沟，我们只能减少一个dex中的方法数，首先最容易想到的方案就是去掉一些无用的Jar包，以及将一些属性设置为public，从而可以去掉get/set方法，这种方法只能临时解决问题，随着时间的推移，总有一天还是会出现方法数超过65k的，毕竟一个应用一般是在加功能，不会减功能。

下面我来向大家介绍两种主流的解决方案，一种是以微信为代表的，将一些功能做成插件，动态加载，另一种方案是以facebook为代表的分包方案，将一个apk中的dex文件分割成多个dex文件，然后动态的去加载dex文件。其实这两种方案的核心思想是一样的，插件是把未来要开发的新功能做成apk和dex动态加载，而分包方案是将已经完成的功能分成多个dex文件动态加载，其实我个人觉得插件方案比分包方案更好的解决了65k的问题，因为插件方案不仅能够解决65k问题，还能让我们的应用体积减小，而分包只能解决65k的问题。

关于插件开发，做成动态加载，我在很早之前一篇文章中就写过其基本思想，有兴趣的同学可以看看

《实现Android 动态加载APK（Fragment or Activity实现）》

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

下面我们重点介绍分包机制

我们知道一个apk文件里面有一个dex文件，这个dex文件里面都是经过优化了的class文件，所谓分包，就是讲一个dex文件分成多个dex文件，这里我们约定一下，第一个dex叫做main.dex,第二个叫做second.dex，通常在分包的时候，我们需要将应用启动就需要使用的类放入到main.dex中，把不是立马就需要使用的类放入到second.dex中，对于Android系统，他只会默认加载main.dex的，second.dex对于他来说可能只是一个资源文件，它是不会主动去加载second.dex,所以我在应用启动的过程中，我们需要为second.dex创建好一个类加载器，便于我在使用second.dex中的类时，能够里面加载该类。

关于如何加载second.dex也有好多做法，用的比较多的主要有一下几种

1、最简单的做法就是使用DexClassLoader进行加载，并将该DexClassLoader的父加载器设置为PathClassLoader

2、使用DexClassLoader加载，并将DexClassLoader的父加载器设置成PathClassLoader的父加载器，将PahtClassLoader的父加载器设置成DexClassLoader,仔细品味一下1和2的区别

3、将second.dex的路径放入到PathClassLoader的加载路径中

对于第2中方案，在有一种情况下是不能使用的，比如当second.dex通过DexClassLoader加载，但是second.dex中使用了一个类，这个类在main.dex中，这个时候就会抛出类找不到的异常，所以这种方案只能拥有second.dex不会用到main.dex类的时候

以上说的都是理论，下面我们来实战一下

我这里会介绍两种方案，一种是基于gradle构建Android项目，一种是基于Ant构建Android项目

方案一：基于gradle构建Android项目，并实现分包

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

1、如果你的工程在eclipse中，那么你需要将该工程导入到Android中，此时需要你升级adt22以上

2、打开你工程的build.gradle文件，检查gradle插件是否是0.14.2版本之后，因为0.14.2之后gradle插件才支持分包

3、打开工程下某一个Moudle的build.gradle文件，添加对android-support-multidex.jar的依赖

4、去掉第三方jar包中重复的类

5、设置虚拟机堆内存空间大小，避免在编译期间OOM

6、gradle构建项目时，貌似默认是不会将so库加入工程的，所以为了避免此种情况发生，我们需要制定so库目录，对于从eclipse转换过来的工程，还需要制定src和资源文件路径

7、如果你的项目依赖了其他库， 分别在各个库工程中加入 multiDexEnabled = true 和 jniLibs.srcDirs =['libs']两个配置即可

8、如果你的项目没有自定义Application，那么你在AndroidManifest.xml中使用MultiDexApplication即可，如果你的项目有自定义Application,并且是继承是Application，那么只需要改为继承MultiDexApplication即可，如果你的项目时继承的其他Application，那么你需要重写

attachBaseContext

@Override
protectedvoidattachBaseContext(Contextbase){
super.attachBaseContext(base);
MultiDex.install(this);
}

经过上述配置，你的项目应该是已经成功分包了。如果分包成功，那么你解压你的apk文件，会发现有两个dex文件，通过上述的配置过程，我们发现此方案我们无法控制哪些类在main.dex中，哪些类在second.dex中，通过此种方案配置分包，可以兼容API4-API20.其加载second.dex采用的是上述方案中的3

下面我们来看看基于Ant构建Android项目，并实现分包过程

在上述方案中，由于我们无法看到gradle构建项目的脚本，所以我们无法控制哪些类在第一个dex，哪些类在第二个dex，此方案中，我们采用Ant构建，Ant是允许用户自己定义构建方案的，比如我们可以通过自定义构建方案，将项目中某些第三方jar包放入到second.dex中，关于这个如何实现，请参考开源项目吧

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

由于该项目加载second.dex所采用的方案是上述方案2，比如second.dex中的某些第三方jar包依赖main.dex中的某些类，这种方案就会实现，所以在此我将此方案去掉，换成了方案3，也就是将second.dex的路径设置到PathClassLoader的加载路径中

我只给出Android 4.4中的解决方案，其他系统大同小异

加载second.dex方法

/**
@paramloader
PathClassLoader
@additionalClassPathEntries
要被加载的dex文件，这里就是我们的second.dex
@optimizedDirectory
就是dex文件解压的目录
*/
privatestaticvoidinstall(ClassLoaderloader,List<File>additionalClassPathEntries,
FileoptimizedDirectory)
throwsIllegalArgumentException,IllegalAccessException,
NoSuchFieldException,InvocationTargetException,NoSuchMethodException{
/*Thepatchedclassloaderisexpectedtobeadescendantof
*dalvik.system.BaseDexClassLoader.Wemodifyits
*dalvik.system.DexPathListpathListfieldtoappendadditionalDEX
*fileentries.
*/
//通过反射找到pathList的值
FieldpathListField=findField(loader,"pathList");
ObjectdexPathList=pathListField.get(loader);
ArrayList<IOException>suppressedExceptions=newArrayList<IOException>();
//将second.dex加入到PathClassLoader的加载路径中
expandFieldArray(dexPathList,"dexElements",makeDexElements(dexPathList,
newArrayList<File>(additionalClassPathEntries),optimizedDirectory,
suppressedExceptions));
if(suppressedExceptions.size()>0){
for(IOExceptione:suppressedExceptions){
Log.w(TAG,"ExceptioninmakeDexElement",e);
}
FieldsuppressedExceptionsField=
findField(loader,"dexElementsSuppressedExceptions");
IOException[]dexElementsSuppressedExceptions=
(IOException[])suppressedExceptionsField.get(loader);

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

suppressedExceptionsField.set(loader,dexElementsSuppressedExceptions);
}
}

分包成功后，解压apk文件，进入assert文件夹，我们看到如下结构，libs.apk就是第三方jar编译后形成的dex文件

对于上面提到的第二个问题INSTALL_FAILED_DEXOPT，根本原因就是2.3版本之前dalvik虚拟机的内存只有5M,所以无论是插件方案还是分包方案在某些手机上还是会遇到该问题，毕竟我们仅仅是减少了每个dex中包的数量，但是方法总数是没有减少的，所以解决此问题的根本方法就是修改虚拟机内存至8M,这个需求在Java层是无法实现，但是可以在c层实现，具体实现流程可以参考开源项目：

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

至于该方法中用到的一些方法，可以到android-support-multidex.jar中找到，这里就不都贴出来了，如果那里没有写清楚，欢迎留言讨论..