在慕課網上學習了Android Multidex原理及實現，做了一份比較詳細的記錄，感覺還是挺有收獲的，非常感謝作者gavin2008
1、什么是分包及分包可以解決什么問題
重命名Android應用的apk包的格式為rar后綴，解壓后會發現這個apk的目錄結構如下：
apk
--AndroidManifest.xml
--R
--resource.arsc
--asssets
--lib
--META-INF
--classes.dex
分別是
- 配置文件AndroidManifest.xml
- R資源文件，存放drawable、String等資源
- 資源索引resourece.arsc
- 未經過壓縮處理保留原文件的assets資源，沒有id
- lib第三方依賴so庫
- apk包的簽名信息META-INF
- 以及代碼文件dex
在Android里面，每一個classes.dex會使用short類型來表示一個dex包的方法數，如果方法數目大于65535，超過short類型所能表示的最大值，就會發生以下異常：
UNEXPECTED TOP-LEVEL EXCEPTION:
com.android.dex.DexIndexOverflowException: method ID not in [0, 0xffff]: 65536
at com.android.dx.merge.DexMerger$6.updateIndex(DexMerger.java:484)
at com.android.dx.merge.DexMerger$IdMerger.mergeSorted(DexMerger.java:261)
at com.android.dx.merge.DexMerger.mergeMethodIds(DexMerger.java:473)
at com.android.dx.merge.DexMerger.mergeDexes(DexMerger.java:161)
at com.android.dx.merge.DexMerger.merge(DexMerger.java:188)
at com.android.dx.command.dexer.Main.mergeLibraryDexBuffers(Main.java:504)
at com.android.dx.command.dexer.Main.runMonoDex(Main.java:334)
at com.android.dx.command.dexer.Main.run(Main.java:277)
at com.android.dx.command.dexer.Main.main(Main.java:245)
at com.android.dx.command.Main.main(Main.java:106)
而分包技術，會把大于64k方法數的代碼分包成多個dex包，可以解決這樣的問題。
2、Java中Classloader機制介紹
- AppClassLoader
Java類的全名是sun.misc.Launcher$AppClassLoader，主要加載工程目錄CLASSPATH，AppDemo/bin路徑下的包
Class mainClass = Main.class;
ClassLoader mainLoader = mainClass.getClassLoader();
// 輸出全名sun.misc.Launcher$AppClassLoader
mainLoader.toString()
// 加載的是該項目的CLASSPATH路徑，AppDemo/bin
URL urls = ((URLClassLoader) mainLoader).getURLs();
- ExtClassLoader（AppClassLoader的parent）
Java類的全名是sun.misc.Launcher$ExtClassLoader，主要加載jre/lib/ext/目錄下的擴展包
- BootstrapClassLoader（需要通過反射獲?。?/li>
純C++實現的類加載器，沒有對應的Java類，主要加載jre/lib/目錄下的核心庫。
此目錄下的rt.jar中的ArrayList.getClassLoader()打印出來之后是null，因為沒有對應的Java類。
3、父委托機制
能夠提高軟件系統的安全性。如果建立了一個包名 + 類名完全一樣的ArrayList，Java虛擬器仍然會加載到JDK中的jre/lib/rt.jar里面的ArrayList，從而不會被用戶輕易修改。
父加載器指的是委托機制中的父級別，并非父類。
4、Android中常用的類加載器
- PathClassLoader
加載/data/app目錄下的apk文件，從這個目錄看看看出，PathClassLoader主要用來加載已經安裝好了的apk
- DexClassLoader
加載路徑需要在創建DexClassLoader時傳入，也就是說可以加載任何路徑下的apk/dex/jar
- BaseClassLoader
DexPathList，操作dex文件的對象
findClass()，查找dex列表中的Class
Element[]，存放dex文件的數組
它們的繼承關系如下圖所示：
5、AndroidStudio中使用Gradle實現分包方案的代碼實現
Google官方文檔：Configure Apps with Over 64K Methods
現在開發Android應用，能達到突破64k方法的項目，應該都是使用AndroidStudio來開發了吧，下面介紹Gradle的實現方案。在build.gradle文件里面配置如下
android {
defaultConfig {
...
minSdkVersion 15
targetSdkVersion 26
multiDexEnabled true
}
...
}
dependencies {
compile 'com.android.support:multidex:1.0.1'
}
沒有重寫Application，需要在AndroidManifest.xml添加
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.example.myapp">
<application
android:name="android.support.multidex.MultiDexApplication" >
...
</application>
</manifest>
重寫了Application，沒有繼承其他Application的情況下：
public class MyApplication extends MultiDexApplication { ... }
重寫了Application，繼承了其他自定義Application的情況下：
public class MyApplication extends SomeOtherApplication {
@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
super.attachBaseContext(base);
MultiDex.install(this);
}
}
6、MultiDex原理
方案一
根據父委托機制的原理，在PathClassLoader和BootClassLoader中間插入DexClassLoader，這樣就可以實現由DexClasLoader加載自定義的dex文件jar中的類。
方案二
將DexClassLoader的Element[]追加到PathClassLoader中，也就是把所有dex文件都放在了PathClassLoader的PathDexList中。
MultiDex源碼如下
/**
* 將DexClassLoader的Element[]追加到PathClassLoader中
*/
private static void install(ClassLoader loader, List<File> additionalClassPathEntries, File optimizedDirectory) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
// ...
Field pathListField = MultiDex.findField(loader, "pathList");
Object dexPathList = pathListField.get(loader);
ArrayList suppressedExceptions = new ArrayList();
MultiDex.expandFieldArray(dexPathList, "dexElements", makeDexElements(dexPathList, new ArrayList(additionalClassPathEntries), optimizedDirectory, suppressedExceptions));
// ...
}
/**
* 數組復制過程
*/
private static void expandFieldArray(Object instance, String fieldName, Object[] extraElements) throws NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
Field jlrField = findField(instance, fieldName);
Object[] original = (Object[])((Object[])jlrField.get(instance));
Object[] combined = (Object[])((Object[])Array.newInstance(original.getClass().getComponentType(), original.length + extraElements.length));
System.arraycopy(original, 0, combined, 0, original.length);
System.arraycopy(extraElements, 0, combined, original.length, extraElements.length);
jlrField.set(instance, combined);
}
7、兩種分包方案的比較
相對于Eclipse中的Ant腳本，以及AndroidStudio中的Gradle腳本
- Ant分包
優點
可以指定哪些類放入分Dex
缺點
分Dex不能混淆，如果分Dex中引用了主Dex中的類，那么此方法失效
- Gradle分包
優點
使用簡單，分Dex可以混淆
缺點
無法定制放入哪些類到分Dex
8、總結
理解Android的分包原理之后，對于理解插件技術、熱修復技術會有很大的幫助。
