Android MultiDex

出现的原因：

Android 5.0 之前版本的 Dalvik 可执行文件分包支持

Android 5.0（API 级别 21）之前的平台版本使用 Dalvik 运行时来执行应用代码。默认情况下，Dalvik 限制应用的每个 APK 只能使用单个 classes.dex 字节码文件。要想绕过这一限制，您可以使用 MultiDex，它会成为您的应用主要 DEX 文件的一部分，然后管理对其他 DEX 文件及其所包含代码的访问。

当Android系统安装一个应用的时候，有一步是对Dex进行优化，这个过程有一个专门的工具来处理，叫DexOpt。DexOpt的执行过程是在第一次加载Dex文件的时候执行的。这个过程会生成一个ODEX文件，即Optimised Dex。执行ODex的效率会比直接执行Dex文件的效率要高很多。

但是在早期的Android系统中，DexOpt有一个问题，DexOpt会把每一个类的方法id检索起来，存在一个链表结构里面。但是这个链表的长度是用一个short类型来保存的，导致了方法id的数目不能够超过65536个。当一个项目足够大的时候，显然这个方法数的上限是不够的。尽管在新版本的Android系统中，DexOpt修复了这个问题，但是我们仍然需要对低版本的Android系统做兼容。

为了解决方法数超限的问题，需要将该dex文件拆成两个或多个，为此谷歌官方推出了multidex兼容包，配合AndroidStudio实现了一个APK包含多个dex的功能。

Android 5.0 及更高版本的 Dalvik 可执行文件分包支持

Android 5.0（API 级别 21）及更高版本使用名为 ART 的运行时，后者原生支持从 APK 文件加载多个 DEX 文件。ART 在应用安装时执行预编译，扫描 classesN.dex 文件，并将它们编译成单个 .oat 文件，供 Android 设备执行。因此，如果您的 minSdkVersion 为 21 或更高值，则不需要 Dalvik 可执行文件分包支持库。

如需了解有关 Android 5.0 运行时的详细信息，请参阅 ART 和 Dalvik。

目前在已经在API 21中提供了通用的解决方案，那就是android-support-multidex.jar. 这个jar包最低可以支持到API 4的版本(Android L及以上版本会默认支持mutidex).

引起的错误：

Android方法数不能超过65K的限制：

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

.Java文件编译生成字节码文件，然后打包生成.dex时会按照类，方法等进行分类，使用IndexMap结构处理。

所有的方法都存放在short[] 里，而short的大小正是65K。

method的数量远多于class的数量，method的数量会先到65K，class、field同样存在65k的大小限制。

统计时是把系统的，第三方的加上自己的，方法数量的合，都放到这个数组里进行计算， frameworkMethodids + libraryMdthodids + mycodemethodids。

2、在2.3系统之前，虚拟机内存只分配了5M

使用：

multidex是一个文档齐全的成熟的解决方案。强烈推荐遵循安卓开发者网站上的指示来启用multidex。也可以参考github上的项目样例。

在app／build.gradle 下，添加：

 compile 'com.android.support:multidex:1.0.1'

在application中：（没有继承其他application的，使用MultidexApplication，如果继承了其他application的，就用如下方式加载）

 @Override

     protected void attachBaseContext(Context base) {

         super.attachBaseContext(base);

         //因为引用的包过多，实现多包问题

         MultiDex.install(this);

     }

Multidex的方式的局限性：

（1）如果DEX文件太大，安装分割dex文件是一个复杂的过程，可能会导致应用程序无响应（ANR）的错误。在这种情况下，你应该尽量的减小dex文件的大小和删除无用的逻辑，而不是完全依赖于multidex。

（2）在Android 4.0设备（API Level 14）之前，由于Dalvik linearalloc bug（问题22586），multidex很可能是无法运行的。如果希望运行在Level 14之前的Android系统版本，请先确保完整的测试和使用。

（3）应用程序使用了multiedex，需要申请很多的一块内存，会造成使用比较大的内存，当然，可能还会引起dalvik虚拟机的崩溃(issue 78035)。

（4）对于应用程序比较复杂的，存在较多的library的项目。multidex可能会造成不同依赖项目间的dex文件函数相互调用，找不到方法。

声明主 DEX 文件中需要的类

为 Dalvik 可执行文件分包构建每个 DEX 文件时，构建工具会执行复杂的决策制定来确定主要 DEX 文件中需要的类，以便应用能够成功启动。如果启动期间需要的任何类未在主 DEX 文件中提供，那么您的应用将崩溃并出现错误 java.lang.NoClassDefFoundError。

该情况不应出现在直接从应用代码访问的代码上，因为构建工具能识别这些代码路径，但可能在代码路径可见性较低（如使用的库具有复杂的依赖项）时出现。例如，如果代码使用自检机制或从原生代码调用 Java 方法，那么这些类可能不会被识别为主 DEX 文件中的必需项。

因此，如果您收到 java.lang.NoClassDefFoundError，则必须使用构建类型中的 multiDexKeepFile 或 multiDexKeepProguard 属性声明它们，以手动将这些其他类指定为主 DEX 文件中的必需项。如果类在 multiDexKeepFile 或 multiDexKeepProguard 文件中匹配，则该类会添加至主 DEX 文件。

multiDexKeepFile 属性

您在 multiDexKeepFile 中指定的文件应该每行包含一个类，并且采用 com/example/MyClass.class 的格式。例如，您可以创建一个名为 multidex-config.txt 的文件，如下所示：

 com/example/MyClass.class

 com/example/MyOtherClass.class

然后，您可以按以下方式针对构建类型声明该文件：

 android {

     buildTypes {

         release {

             multiDexKeepFile file 'multidex-config.txt'

             ...

         }

     }

 }

请记住，Gradle 会读取相对于 build.gradle 文件的路径，因此如果 multidex-config.txt 与 build.gradle 文件在同一目录中，以上示例将有效。

解决ANR的方法：

总体思路是：把这个MultiDex.install(this)放到异步线程中加载，同时又要保证在用户使用功能之前，异步线程已经把非主dex加载完成。

从编译到运行起来，发生什么了呢？

1. 编译生成 allclasses.jar 生成classes.dex, classes2.dex, .... 多个。

安装阶段：把.dex 优化成classes.odex，注意，只优化第一个dex文件。

首次运行：

执行MultiDex.install()必然会再次对classes2.dex执行dexopt等操作，所有这些操作必须在5秒内完成，否则就ANR。

非首次启动则直接从cache中读取已经执行过dexopt的ODEX文件，这个过程对启动并无太大影响

1. dexpath BaseClassLoader.pathlist 类，把所有的dex都加载。解决了为什么多个dex里的方法也能被正确的index到，不会导致no such method 的crash

2. odex，这个过程是非常耗时的，如果第二个dex是5-7M的话大约要加载4s， google这个默认方式时间太长，会导致ANR。

这就需要完成2个事情：

1. 把启动需要加载的类放到主dex中。

2. 显示loading界面，保证用户使用之前把dex加载完成。

主dex中的类：

把这个MultiDex.install(this)放到异步线程中加载，主dex中存放application启动的1直接引用类，所有可能的2入口类，加上3第三方的调用。扫面这些类的直接引用类。统统放到主dex中。

首先在编译打包阶段，在build task中添加一层task，添加Blacklist.xml自定义的黑名单，这个名单中的方法对应的类需要添加到主dex中，保证主dex能够加载APP启动时需要的必要的类。

balcklist中包含了需要放到主dex中的类的path，addtask的这个task，把blacklist中的类放到了dextask中生成想要的dex。

如何确定哪些类需要放到blcaklist中：

粒度到方法层面，从主activity加载开始，加载了class B的public x 和public y，则把B的x 和 y方法中，仅x， y方法中import到的类进行分析，进行回溯添加。

那如何能让工作更高效，能让查找更有保证呢？请看下篇，基于字节码文件分析.class文件。

异步加载界面的现实时机：

splash界面，主界面，在收到事件之前进行监听显示load界面。直到异步加载完成所有dex。

其他问题：

主dex不够65k方法，主dex会有多少方法？生成dex时会一直塞直到塞满65K。

JNI层的回调类，和用到反射的类是需要放到主dex中的，这些BI，库加载都是需要运行就work的。

参考：

第三方库 TurboDex https://github.com/asLody/TurboDex

Android MultiDex 实现原理解析（配置和简要原理）

Android Dex 分包指南（Gradle build task）

Android的multidex带来的性能问题－减慢app启动速度（解决multidex app启动性能问题）

Android关于Dex拆分(MultiDex)技术的解析