Android应用打破65K方法数限制

近日，Android Developers在Google+上宣布了新的Multidex支持库，为方法总数超过65K的Android应用提供了官方支持。

如果你是一名幸运的Android应用开发者，正在开发一个前景广阔的应用，不断地加入新功能、添加新的类库，那么终有一天，你会不幸遇到这个错误：

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

这个错误是Android应用的方法总数限制造成的。Android平台的Java虚拟机Dalvik在执行DEX格式的Java应用程序时，使用原生类型short来索引DEX文件中的方法。这意味着单个DEX文件可被引用的方法总数被限制为65536。通常APK包含一个classes.dex文件，因此Android应用的方法总数不能超过这个数量，这包括Android框架、类库和你自己开发的代码。

这个问题可以通过将一个DEX文件分拆成多个DEX文件解决。Facebook介绍了为Android应用开发的Dalvik补丁；Android Developers博客介绍了通过自定义类加载过程的方法来解决此问题。但这些方法有些复杂而且并不优雅。

随着新的MultiDex支持库发布，Google正式为解决此问题提供官方支持。构建超过65K方法数的应用介绍了如何使用Gradle构建多DEX应用。

首先使用Android SDK Manager升级到最新的Android SDK Build Tools和Android Support Library R21。然后进行以下两步操作：

1.修改Gradle配置文件，启用MultiDex并包含MultiDex支持：

android { compileSdkVersion 21 buildToolsVersion "21.1.0"

defaultConfig {
    ...
    minSdkVersion 14
    targetSdkVersion 21
    ...

    // Enabling multidex support.
    multiDexEnabled true
}
...
}

dependencies { compile 'com.android.support:multidex:1.0.0' }

2.让应用支持多DEX文件。在MultiDexApplication JavaDoc中描述了三种可选方法：

• 在AndroidManifest.xml的application中声明android.support.multidex.MultiDexApplication；
• 如果你已经有自己的Application类，让其继承MultiDexApplication；
• 如果你的Application类已经继承自其它类，你不想/能修改它，那么可以重写attachBaseContext()方法：

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

经过以上步骤，你的应用已经可以实现多个DEX文件了。当应用构建时，构建工具会分析哪些类必须放在第一个DEX文件，哪些类可以放在附加的DEX文件中。当它创建了第一个DEX文件（classes.dex）后，如果有必要会继续创建附加的DEX文件，如classes2.dex, classes3.dex。Multidex的支持类库将被包含在应用的第一个DEX文件中，帮助实现对其它DEX文件的访问。

文中还介绍了在开发多DEX应用时，通过设置productFlavors提高开发效率以及多DEX应用的测试方法。

Android 5.0和更高版本使用名为ART的运行时，它原生支持从APK文件加载多个DEX文件。在应用安装时，它会执行预编译，扫描classes(..N).dex文件然后将其编译成单个.oat文件用于执行。了解更多关于ART的信息。

虽然Google解决了应用总方法数限制的问题，但并不意味着开发者可以任意扩大项目规模。Multidex仍有一些限制：

1. DEX文件安装到设备的过程非常复杂，如果第二个DEX文件太大，可能导致应用无响应。此时应该使用ProGuard减小DEX文件的大小。
2. 由于Dalvik linearAlloc的Bug，应用可能无法在Android 4.0之前的版本启动，如果你的应用要支持这些版本就要多执行测试。
3. 同样因为Dalvik linearAlloc的限制，如果请求大量内存可能导致崩溃。Dalvik linearAlloc是一个固定大小的缓冲区。在应用的安装过程中，系统会运行一个名为dexopt的程序为该应用在当前机型中运行做准备。dexopt使用LinearAlloc来存储应用的方法信息。Android 2.2和2.3的缓冲区只有5MB，Android 4.x提高到了8MB或16MB。当方法数量过多导致超出缓冲区大小时，会造成dexopt崩溃。
4. Multidex构建工具还不支持指定哪些类必须包含在首个DEX文件中，因此可能会导致某些类库（例如某个类库需要从原生代码访问Java代码）无法使用。

避免应用过大、方法过多仍然是Android开发者要注意的问题。Mihai Parparita的开源项目dex-method-counts可以用于统计APK中每个包的方法数量。

通常开发者自己的代码很难达到这样的方法数量限制，但随着第三方类库的加入，方法数就会迅速膨胀。因此选择合适的类库对Android开发者来说尤为重要。

开发者应该避免使用Google Guava这样的类库，它包含了13000多个方