隨著安卓平臺的不斷髮展與壯大，市場上大而全的應用比比皆是，產品需求的變更累積和UI互動的極致追求，除了 resources 檔案的俱增，在 Android Project 中依賴的 Library 和 自己寫的 Java 程式碼也會越來越多。這些變化，除了會導致打包出的 APK 檔案越來越大之外，當專案中java程式碼包含的方法數（method count）超出一個峰值時，編譯過程中就會出現如下錯誤：

較早版本的編譯系統中，錯誤內容如下：

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

而在新版編譯系統中，是這樣：

trouble writing output:
Too many field references: 131000; max is 65536.
You may try using --multi-dex option.複製程式碼

儘管在不同版本的編譯系統中顯示的錯誤內容不盡相同，但內容中都提到了一個具體的數字：65536，這個數字也是本文要講到的核心內容：Android 64K Method Counts Limit 的峰值。詳細資訊，參考官網使用者指南：Configure Apps with Over 64K Methods。

Android 64K Method Counts Limit

---

Android Project 經過編譯打包，其中的Java程式碼（包括Library）轉化為DEX格式的位元組碼檔案，這是Android 5.0之前的 Dalvik 虛擬機器決定的（5.0之後改為 ART 虛擬機器），並且採用 short 型別引用 DEX 檔案中的 method，這也為method數量的峰值大小埋下了隱患。short 型別能夠表示的最大值是 65536，也就說單個 DEX 檔案中最多隻有 65536 個 method 能夠得到引用，如果程式碼執行了超出部分的 method 引用，自然會報錯，如 methodNotFound 等。1K 等於 1024，65536 剛好是 64K，為了便於稱呼和使用，就將這個限制規則統稱為 64K 方法數的引用限制。

為了解決 64K 方法數限制的問題，我們可以在專案中使用 multidex 配置，當專案中的方法數（包括：Android framework，library 和我們自己寫的程式碼）超過 64K 時，編譯系統會自動編譯出多個 DEX 檔案。

Multidex Support

---

Android 5.0 之前，安卓系統採用的是 Dalvik 虛擬機器，採用的是JIT技術（Just-in-time compilation，即時編譯，執行時編譯DEX位元組碼檔案，這也是以前為什麼安卓手機使用者總是詬病Android系統比iOS系統執行卡頓的原因），限制每個APK檔案只能包含一個 DEX 檔案（即 classes.dex）。為了繞開這個限制，Google給我們提供了multidex support library 相容包，幫助我們實現應用程式載入多個DEX檔案，並且這個相容包作為程式的主DEX檔案，管理者其他DEX檔案的訪問。

注意：由於 Instant Run 機制利用的就是 multidex 原理，當專案中minSdkVersion引數設定為20或者更小，並且執行在 Android 4.4 (API 20) 或更低版本的裝置中時，Instant Run將失效。

Android 5.0之後，安卓系統改用了ART虛擬機器（Android RunTime），採用的是OAT技術（Ahead-of-time，預編譯，在應用安裝的時候掃描應用中的所有DEX檔案，並編譯成一個.oat格式的檔案供安卓裝置執行，所以相比Dalvik虛擬機器下的應用，安裝時間較長）。因此可以理解為，使用ART虛擬機器下的安卓系統自動支援APK檔案中多個DEX的載入。

注意：使用Instant Run時，如果專案中的minSdkVersion引數設為21或更高版本，Android Studio編譯執行時會自動使應用支援multidex。但Instant Run僅僅作用於debug版本，我們依然需要給release版本配置multidex來避開64K方法數的限制。

Config for Multidex With Gradle

---

Android Gradle 外掛在 Android SDK Build Tools 21.1 及更高版本的編譯工具上支援multidex作為編譯配置的一部分，所以確保我們的Android SDK Build Tools tools已經更新至21.1或更高版本，然後再來配置應用的multidex部分。

第一步，修改app/build.grale檔案，使專案能夠使用multidex：

android {

    compileSdkVersion 21
    buildToolsVersion "21.1.0"

    defaultConfig {
        ...

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

dependencies {
  compile 'com.android.support:multidex:1.0.0'
}複製程式碼

第二步，修改AndroidManifest.xml檔案，引用MultiDexApplication類：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.yifeng.mdstudysamples">
    <application
        ...
        android:name="android.support.multidex.MultiDexApplication">
        ...
    </application>
</manifest>複製程式碼

有時候，你可能還需要改變一下 javaMaxHeapSize 的大小：

android {
    dexOptions {
        javaMaxHeapSize "4g"
    }
}複製程式碼

新增這些配置後，編譯工具會構建出一個主 DEX 檔案（classes.dex）和其他附屬 DEX 檔案（classes2.dex，classes3.dex 等，如果需要的話），編譯系統會將他們打包到 Apk 檔案中。

注意：一般我們會在專案中自定義一個繼承自Application的類，此時就需要重寫attachBaseContext()方法，並在該方法裡面呼叫MultiDex.install(this)來支援multidex，可參考：MultiDexApplication

Optimizing Multidex Development Builds

---

multidex 配置下的應用，編譯系統需要經過複雜的 DEX 分割運算，導致增加專案的編譯時間，從而影響開發人員的開發效率。我們可以使用 productFlavors 構建開發環境和正式環境的不同 flavors 來優化 multidex 的長時間編譯問題。

對於development flavor，設定 minSdkVersion 值為21，執行在Android 5.0以上版本的裝置中，使用 ART-supported 格式生成 multidex 的速度要快得多。對於 release flavor，minSdkVersion 值則設為應用實際支援的版本，編譯系統耗費較長的時間來生成適配多裝置的multidex APK檔案。如：

android {
    productFlavors {
        // Define separate dev and prod product flavors.
        dev {
            // dev utilizes minSDKVersion = 21 to allow the Android gradle plugin
            // to pre-dex each module and produce an APK that can be tested on
            // Android Lollipop without time consuming dex merging processes.
            minSdkVersion 21
        }
        prod {
            // The actual minSdkVersion for the application.
            minSdkVersion 14
        }
    }
          ...
    buildTypes {
        release {
            runProguard true
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'),
                                                 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}
dependencies {
  compile 'com.android.support:multidex:1.0.0'
}複製程式碼

這樣，在開發階段，使用 devDebug 型別的變種 app，取消混淆，支援 multidex，並且執行在 5.0 及以上版本的裝置中，能夠加快編譯過程。有關 flavors 的資訊，以前寫過一篇文章：Android 利用Gradle實現app的環境分離，更多資訊可以參考英文手冊：Gradle Plugin User Guide，對應中文版譯文：Gradle Android外掛使用者指南翻譯。

strings count limit

---

前面我們說完單一 dex 檔案的方法數限制，事實上，還有一個字串數量限制。如果專案沒有使用 multidex 支援的話，當 strings 超出一定限制，編譯過程也會出錯：

Dex: Error converting bytecode to dex:
Cause: com.android.dex.DexIndexOverflowException: Cannot merge new index 65868 into a non-jumbo instruction!複製程式碼

不同專案編譯過程中報錯資訊裡的具體數字可能不同。Dex 檔案中出現的 string 預設是 4 個位元組即 16 位大小的 int 型別的數字引用使用的，即單個 Dex 檔案最多隻能引用 2^16 個 strings，當你的專案中出現超過這個最大數字的字串引用，而又沒有使用 multidex 支援，編譯過程便會出錯。

對於這種情況，除了使用 multidex，還有另外一種解決方案：jumboMode。這個模式允許單個 Dex 檔案支援到 32 為大小的 strings 引用，即 2^32 的引用峰值。使用方法是，在工程 app 模組下 build.gradle 檔案的 android 配置下新增：

dexOptions {
        jumboMode true
}複製程式碼

注意：雖然單個 Dex 檔案中 strings 數量限制與 method 數量限制非常相似，但是如果專案方法數超過 64K， 我們還是需要使用 multidex 來解決，注意區分。有關這方面的更多詳細介紹，請參考 Dalvik bytecode。

Methods Count Statistics

---

儘管安卓系統支援multidex，我們還是要學會分析我們的應用，檢視各個部分的方法數，減少冗餘方法。這裡推薦幾個工具，幫助我們分析。

Library Methods count

一個線上統計 Android Library 方法數的網站，能夠統計出 Android 領域常見 libraries 的方法數、JAR 檔案和 DEX 檔案大小，並且能夠選擇不同版本，以圖表的形式展示出來。

該網站也提供了Android Studio的外掛，幫助我們分析專案中所依賴的libraries的方法數，如圖所示：

Apk Method Count

一個線上統計 APK 檔案方法數的開源專案，只需要將需要分析的APK檔案拖拽上傳至此，即可得到分析結果，如圖：

Android Studio APK Analyzer

最後，要重磅推薦Android Studio自帶的APK Analyzer，功能齊全，使用方便，絕對是安卓開發人員分析應用的不二選擇。使用 Android Studio APK Analyzer ，我們至少能夠做到：

• 檢視APK壓縮檔案中各個子檔案的大小（如DEX和resource檔案）

• 理解DEX檔案的結構

• 快速檢視APK檔案的版本資訊（直接檢視AndroidManifest.xml內容）

• 直觀地比較兩個APK檔案內容

開發階段使用Android Studio開啟一個專案時，有三種方式使用APK Analyzer工具：

• 直接拖拽APK檔案到Android Studio的編輯視窗

• 雙擊開啟專案目錄app/build/outputs/apk/下的APK檔案

• 點選選單欄Build->Analyse APK...並選擇APK檔案

關於我：亦楓，部落格地址：yifeng.studio/，新浪微博：IT亦楓

微信掃描二維碼，歡迎關注我的個人公眾號：安卓筆記俠

不僅分享我的原創技術文章，還有程式設計師的職場遐想