隨着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交互的極致追求,除了 resources 文件的俱增,在 Android Project 中依賴的 Library 和 自己寫的 Java 代碼也會越來越多。這些變化,除了會導致打包出的 APK 文件越來越大之外,當項目中java代碼包含的方法數(method count)超出一個峯值時,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:
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Conversion to Dalvik format failed: Unable to execute dex: method ID not in [0, 0xffff]: 65536 |
較新版本的編譯系統中,錯誤內容如下:
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trouble writing output: Too many field references: 131000; max is 65536. You may try using --multi-dex option. |
儘管在不同版本的編譯系統中顯示的錯誤內容不盡相同,但都提到了一個具體的數字:65536,也就是本文要講到的核心內容,Android 64K Method Counts Limit 的峯值。詳細信息,參考官網用戶指南:Configure Apps with Over 64K Methods
Android 64K Method Counts Limit
Android Project 經過編譯打包,其中的Java代碼(包括Library)轉化爲DEX格式的字節碼文件,這是Android 5.0之前的Dalvik虛擬機決定的(5.0之後改爲ART虛擬機),並且採用short類型引用DEX文件中的method,這也爲method數量的峯值大小埋下了隱患。short類型能夠表示的最大值是65536,也就說單個DEX文件中最多隻有65536個method能夠得到引用,如果代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,爲了便於稱呼和使用,就將這個限制統稱爲64K方法數的引用限制。
爲了解決64K方法數限制的問題,我們可以在項目中使用multidex配置,當項目中的方法數(包括:Android framework,library和我們自己寫的代碼)超過64K時,編譯系統會自動編譯出多個DEX文件。
Multidex Support
Android 5.0之前,安卓系統採用的是Dalvik虛擬機,採用的是JIT技術(Just-in-time compilation,即時編譯,運行時編譯DEX字節碼文件,這也是以前爲什麼安卓手機用戶總是詬病Android系統比iOS系統運行卡頓的原因),限制每個APK文件只能包含一個DEX文件(即classes.dex
)。爲了繞開這個限制,Google給我們提供了multidex
support library兼容包,幫助我們實現應用程序加載多個DEX文件,並且這個兼容包作爲程序的主DEX文件,管理者其他DEX文件的訪問。
注意:由於Instant Run機制利用的就是multidex原理,當項目中
minSdkVersion
參數設置爲20或者更小,並且運行在Android 4.4 (API level 20)或更低版本的設備中時,Instant Run
將失效。
Android 5.0之後,安卓系統改用了ART虛擬機(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文件,並編譯成一個.oat
格式的文件供安卓設備執行,所以相比Dalvik虛擬機下的應用,安裝時間較長)。因此可以理解爲,使用ART虛擬機下的安卓系統自動支持APK文件中多個DEX的加載。
注意:使用
Instant Run
時,如果項目中的minSdkVersion
參數設爲21或更高版本,Android Studio編譯運行時會自動使應用支持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 插件在 Android SDK Build Tools 21.1 及更高版本的編譯工具上支持multidex作爲編譯配置的一部分,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
文件,使項目能夠使用multidex:
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android { compileSdkVersion 21 buildToolsVersion "21.1.0" defaultConfig { ... // Enabling multidex support. multiDexEnabled true } ... } dependencies { compile 'com.android.support:multidex:1.0.0' } |
第二步,修改AndroidManifest.xml
文件,引用MultiDexApplication
類:
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<?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> |
添加這些配置後,編譯工具會構建出一個主DEX文件(classes.dex)和其他DEX文件(classes2.dex,classes3.dex等,如果需要的話),編譯系統會將他們打包到APK文件中。
注意:一般我們會在項目中自定義一個繼承自
Application
的類,此時就需要重寫attachBaseContext()
方法,並在該方法裏面調用MultiDex.install(this)
來支持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,導致增加項目的編譯時間,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,設置minSdkVersion
值爲21,運行在Android
5.0以上版本的設備中,使用ART-supported格式生成multidex的速度要快得多。對於release flavor,minSdkVersion
值則設爲應用實際支持的版本,編譯系統耗費較長的時間來生成適配多設備的multidex
APK文件。如:
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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' } |
這樣,在開發階段,使用devDebug類型的變種app,取消混淆,支持multidex,並且運行在5.0及以上版本的設備中,能夠加快編譯過程。有關flavors的信息,以前寫過一篇文章:Android 利用Gradle實現app的環境分離,更多信息可以參考英文手冊:Gradle Plugin User Guide,對應中文版譯文:Gradle Android插件用戶指南翻譯。
Methods Count Statistics
儘管安卓系統支持multidex,我們還是要學會分析我們的應用,查看各個部分的方法數,減少冗餘方法。這裏推薦幾個工具,幫助我們分析。
Library Methods count
一個在線統計 Android Library 方法數的網站,能夠統計出Android領域常見libraries的方法數、JAR文件和DEX文件大小,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的插件,幫助我們分析項目中所依賴的libraries的方法數,如圖所示:
Apk Method Count
一個在線統計 APK 文件方法數的開源項目,只需要將需要分析的APK文件拖拽上傳至此,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:
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查看APK壓縮文件中各個子文件的大小(如DEX和resource文件)
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理解DEX文件的結構
-
快速查看APK文件的版本信息(直接查看
AndroidManifest.xml
內容) -
直觀地比較兩個APK文件內容
開發階段使用Android Studio打開一個項目時,有三種方式使用APK Analyzer工具:
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直接拖拽APK文件到Android Studio的編輯窗口
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雙擊打開項目目錄
app/build/outputs/apk/
下的APK文件 -
點擊菜單欄
Build->Analyse APK...
並選擇APK文件