彻底解决Android 应用方法数不能超过65K的问题

尊重原创 :http://blog.csdn.NET/yuanzeyao/article/details/41809423

参考文章:实现Android 动态加载APK(Fragment or Activity实现)

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  
protected void attachBaseContext(Context base) {  
    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

/** 
    @param loader 
         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 
*/  
 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. 
             */  
             //通过反射找到pathList的值  
            Field pathListField = findField(loader, "pathList");  
            Object dexPathList = pathListField.get(loader);  
            ArrayList<IOException> suppressedExceptions = new ArrayList<IOException>();  
            //将second.dex 加入到PathClassLoader的加载路径中  
            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…

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