Android方法引用数超过65535优雅解决

随着应用不断迭代更新，业务线的扩展，应用越来越大（比如：集成了各种第三方SDK或者公共开源的Library文件、jar文件）这样一来，项目耦合性就很高，重复作用的类就越来越多了，SO：问题就来了。
相信大家在做自己公司项目时，都有机会遇到下面的错误：

UNEXPECTED TOP-LEVEL EXCEPTION:  
java.lang.IllegalArgumentException: method ID not in [0, 0xffff]: 65536  
at com.android.dx.merge.DexMerger$6.updateIndex(DexMerger.java:501)  
at com.android.dx.merge.DexMerger$IdMerger.mergeSorted(DexMerger.java:282)  
at com.android.dx.merge.DexMerger.mergeMethodIds(DexMerger.java:490)  
at com.android.dx.merge.DexMerger.mergeDexes(DexMerger.java:167)  
at com.android.dx.merge.DexMerger.merge(DexMerger.java:188)  
at com.android.dx.command.dexer.Main.mergeLibraryDexBuffers(Main.java:439)  
at com.android.dx.command.dexer.Main.runMonoDex(Main.java:287)  
at com.android.dx.command.dexer.Main.run(Main.java:230)  
at com.android.dx.command.dexer.Main.main(Main.java:199)  
at com.android.dx.command.Main.main(Main.java:103)

没错，你的应用中的Dex文件方法数超过了65535的上限，简单的说，应用爆炸了。
那么让我们看一下为什么会引起这种错误：
在Android系统中，一个APP的所有代码都在一个Dex文件里面。Dex是一个类似Jar的存储了多个Java编译字节码的归档文件。因为Android系统使用Dalvik虚拟机，所以需要把使用Java Compiler编译之后的class文件转换成Dalvik能够执行的class文件。这里需要强调的是，Dex和Jar一样是一个归档文件，里面仍然是Java代码对应的字节码文件。当Android系统启动一个应用的时候，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，也就是这篇文章想要说明并解决的问题。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.
目前比较常用的方法：
(1) 应用插件化,比如使用我正在参与开发的插件化框架 :https://github.com/singwhatiwanna/dynamic-load-apk ,如果有建议或者相关的问题,欢迎到Github上积极参与.
(2) 分割Dex,多工程: 把所需要的.class文件或者是Jar文件和一些源码一起编译生成一个Jar文件。然后使用Android SDK提供的dx工具把Jar文件转成Dex文件。我们可以提前对它进行ODex操作，让它在被DexClassLoader加载的时候，跳过DexOpt的部分工作，从而加快加载的过程.(可参考facebook:https://www.facebook.com/notes/facebook-engineering/under-the-hood-dalvik-patch-for-facebook-for-android/10151345597798920,这里边还可以看到在2.3上动态改变LinearAlloc缓冲的解决思路) 这两种方法并不冲突,插件化除了解决应用爆棚，还有很多其他的优点，可以看我之前的文章,不再复述.
当然,Google看来也意识到了目前应用方法数爆棚的问题, 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).
让我们看一下如何应用android-support-multidex.jar(以下都以在Anroid studio中的使用为例,使用eclipse开发需要安装gradle插件，其他基本上相同):
首先在app/build.gradle文件中配置，如下：

 android {
    compileSdkVersion 24
    buildToolsVersion "24.0.1"

    defaultConfig {
        ...
        minSdkVersion 14
        targetSdkVersion 24
        ...

        // 设置支持multidex
        multiDexEnabled true
    }
    ...
 }

 dependencies {
    compile 'com.android.support:multidex:1.0.1'
 }

接下来的配置，有两种配置方式：
(1) : 在application的子类中配置（如果你需要有Application子类的情况）

package com.example;

import android.app.Application;
import android.content.Context;

/**
 * 
 */
public class MyApplication extends Application {

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

(2) : 如果你不需要application的子类的情况，那就直接集成MultiDexApplication

package com.example;

import android.support.multidex.MultiDexApplication;
import android.content.Context;

/**
 * Extended MultiDexApplication 
 */
public class MyApplication extends MultiDexApplication {

     // 不需要重写attachBaseContext()

     //..........
}

好了，经过上面两步的解决，Android 65535的问题，也得到了解决。

使用MutiDex的注意事项：
一、如果你继承了MutiDexApplication或者覆写了Application中的attachBaseContext()方法。
Application类中的逻辑的注意事项：
Application中的静态全局变量会比MutiDex的instal()方法优先加载，所以建议避免在Application类中使用静态变量引用main classes.dex文件以外dex文件中的类，可以根据如下所示的方式进行修改：

@Override  
    public void onCreate() {  
        super.onCreate();  

        final Context mContext = this;  
        new Runnable() {  

            @Override  
            public void run() {  
                // put your logic here!  
                // use the mContext instead of this here  
            }  
        }.run();  
    }

二. 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：

• 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。
• 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。
• 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。
• 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多个方法。尽量使用专为移动应用设计的Lite/Android版本类库，或者使用小类库替换大类库，例如用Google-gson替换Jackson JSON。而对于Google Protocol Buffers这样的数据交换格式，其标准实现会自动生成大量的方法。采用Square Wire的实现则可以很好地解决此问题。

常见问题
问题1：DexException: Library dex files are not supported in multi-dex mode,你可能会见到如下的错误:

Error:Execution failed for task ':app:dexDebug'.  
> com.android.ide.common.internal.LoggedErrorException: Failed to run command:  
    $ANDROID_SDK/build-tools/android-4.4W/dx --dex --num-threads=4 --multi-dex  
    ...  
  Error Code:  
    2  
  Output:  
    UNEXPECTED TOP-LEVEL EXCEPTION:  
    com.android.dex.DexException: Library dex files are not supported in multi-dex mode  
        at com.android.dx.command.dexer.Main.runMultiDex(Main.java:322)  
        at com.android.dx.command.dexer.Main.run(Main.java:228)  
        at com.android.dx.command.dexer.Main.main(Main.java:199)  
        at com.android.dx.command.Main.main(Main.java:103)

解决方法：对于dex 的--multi-dex 选项设置与预编译的library工程有冲突,因此如果你的应用中包含引用的lirary工程,需要将预编译设置为false:

android {  
    // ...  
    dexOptions {  
        preDexLibraries = false  
    }  
}

问题2：OutOfMemoryError: Java heap space.当运行时如果看到如下错误:

UNEXPECTED TOP-LEVEL ERROR:  
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

解决方法：在dexOptions中有一个字段用来增加java堆内存大小:

android {  
    // ...  
    dexOptions {  
        javaMaxHeapSize "2g"  
    }  
}

参考相关资料:
1. MutiDex 官方文档: https://developer.android.com/reference/android/support/multidex/MultiDex.html
2. http://blog.osom.info/2014/10/multi-dex-to-rescue-from-infamous-65536.html
另附android -support-mutidex.jar下载地址: http://download.csdn.net/detail/t12x3456/8143383