在慕课网上学习了Android Multidex原理及实现，做了一份比较详细的记录，感觉还是挺有收获的，非常感谢作者gavin2008
1、什么是分包及分包可以解决什么问题
重命名Android应用的apk包的格式为rar后缀，解压后会发现这个apk的目录结构如下：
apk
--AndroidManifest.xml
--R
--resource.arsc
--asssets
--lib
--META-INF
--classes.dex
分别是
- 配置文件AndroidManifest.xml
- R资源文件，存放drawable、String等资源
- 资源索引resourece.arsc
- 未经过压缩处理保留原文件的assets资源，没有id
- lib第三方依赖so库
- apk包的签名信息META-INF
- 以及代码文件dex
在Android里面，每一个classes.dex会使用short类型来表示一个dex包的方法数，如果方法数目大于65535，超过short类型所能表示的最大值，就会发生以下异常：
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)
而分包技术，会把大于64k方法数的代码分包成多个dex包，可以解决这样的问题。
2、Java中Classloader机制介绍
- AppClassLoader
Java类的全名是sun.misc.Launcher$AppClassLoader，主要加载工程目录CLASSPATH，AppDemo/bin路径下的包
Class mainClass = Main.class;
ClassLoader mainLoader = mainClass.getClassLoader();
// 输出全名sun.misc.Launcher$AppClassLoader
mainLoader.toString()
// 加载的是该项目的CLASSPATH路径，AppDemo/bin
URL urls = ((URLClassLoader) mainLoader).getURLs();
- ExtClassLoader（AppClassLoader的parent）
Java类的全名是sun.misc.Launcher$ExtClassLoader，主要加载jre/lib/ext/目录下的扩展包
- BootstrapClassLoader（需要通过反射获取）
纯C++实现的类加载器，没有对应的Java类，主要加载jre/lib/目录下的核心库。
此目录下的rt.jar中的ArrayList.getClassLoader()打印出来之后是null，因为没有对应的Java类。
3、父委托机制
能够提高软件系统的安全性。如果建立了一个包名 + 类名完全一样的ArrayList，Java虚拟器仍然会加载到JDK中的jre/lib/rt.jar里面的ArrayList，从而不会被用户轻易修改。
父加载器指的是委托机制中的父级别，并非父类。
4、Android中常用的类加载器
- PathClassLoader
加载/data/app目录下的apk文件，从这个目录看看看出，PathClassLoader主要用来加载已经安装好了的apk
- DexClassLoader
加载路径需要在创建DexClassLoader时传入，也就是说可以加载任何路径下的apk/dex/jar
- BaseClassLoader
DexPathList，操作dex文件的对象
findClass()，查找dex列表中的Class
Element[]，存放dex文件的数组
它们的继承关系如下图所示：
5、AndroidStudio中使用Gradle实现分包方案的代码实现
Google官方文档：Configure Apps with Over 64K Methods
现在开发Android应用，能达到突破64k方法的项目，应该都是使用AndroidStudio来开发了吧，下面介绍Gradle的实现方案。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'
}
没有重写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>
重写了Application，没有继承其他Application的情况下：
public class MyApplication extends MultiDexApplication { ... }
重写了Application，继承了其他自定义Application的情况下：
public class MyApplication extends SomeOtherApplication {
@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
super.attachBaseContext(base);
MultiDex.install(this);
}
}
6、MultiDex原理
方案一
根据父委托机制的原理，在PathClassLoader和BootClassLoader中间插入DexClassLoader，这样就可以实现由DexClasLoader加载自定义的dex文件jar中的类。
方案二
将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源码如下
/**
* 将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));
// ...
}
/**
* 数组复制过程
*/
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、两种分包方案的比较
相对于Eclipse中的Ant脚本，以及AndroidStudio中的Gradle脚本
- Ant分包
优点
可以指定哪些类放入分Dex
缺点
分Dex不能混淆，如果分Dex中引用了主Dex中的类，那么此方法失效
- Gradle分包
优点
使用简单，分Dex可以混淆
缺点
无法定制放入哪些类到分Dex
8、总结
理解Android的分包原理之后，对于理解插件技术、热修复技术会有很大的帮助。
