源碼分析

代碼入口

代碼入口很簡單，簡單粗暴，就調用了一個靜態方法MultiDex.install(base);，傳入一個Context對象

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

MultiDex.install分析

下面是主要的代碼

    public static void install(Context context) {
        Log.i("MultiDex", "install");
        if (IS_VM_MULTIDEX_CAPABLE) {
            //VM版本大於2.1時，IS_VM_MULTIDEX_CAPABLE為true，這時候MultiDex.install什麼也不用做，直接返回。因為大於2.1的VM會在安裝應用的時候，就把多個dex合並到一塊
        } else if (VERSION.SDK_INT < 4) {
            //Multi dex最小支持的SDK版本為4
            throw new RuntimeException("Multi dex installation failed. SDK " + VERSION.SDK_INT + " is unsupported. Min SDK version is " + 4 + ".");
        } else {
            try {
                ApplicationInfo e = getApplicationInfo(context);
                if (e == null) {
                    return;
                }

                Set var2 = installedApk;
                synchronized (installedApk) {
                    String apkPath = e.sourceDir;
                    //檢測應用是否已經執行過install()了，防止重復install
                    if (installedApk.contains(apkPath)) {
                        return;
                    }

                    installedApk.add(apkPath);

                    //獲取ClassLoader，後面會用它來加載second dex
                    DexClassLoader classLoader;
                    ClassLoader loader;
                    try {
                        loader = context.getClassLoader();
                    } catch (RuntimeException var9) {
                        return;
                    }

                    if (loader == null) {
                        return;
                    }

                    //清空目錄：/data/data//files/secondary-dexes/，其實我沒搞明白這個的作用，因為從後面的代碼來看，這個目錄是沒有使用到的
                    try {
                        clearOldDexDir(context);
                    } catch (Throwable var8) {
                    }

                    File dexDir = new File(e.dataDir, "code_cache/secondary-dexes");
                    //把dex文件緩存到/data/data//code_cache/secondary-dexes/目錄，[後有詳細分析]
                    List files = MultiDexExtractor.load(context, e, dexDir, false);
                    if (checkValidZipFiles(files)) {
                        //進行安裝，[後有詳細分析]
                        installSecondaryDexes(loader, dexDir, files);
                    } else {
                        //文件無效，從apk文件中再次解壓secondary dex文件後進行安裝
                        files = MultiDexExtractor.load(context, e, dexDir, true);
                        if (!checkValidZipFiles(files)) {
                            throw new RuntimeException("Zip files were not valid.");
                        }

                        installSecondaryDexes(loader, dexDir, files);
                    }
                }
            } catch (Exception var11) {
                throw new RuntimeException("Multi dex installation failed (" + var11.getMessage() + ").");
            }
        }
    }

這段代碼的主要邏輯整理如下：

先來看看MultiDexExtractor.load(context, e, dexDir, false)

    /**
     * 解壓apk文件中的classes2.dex、classes3.dex等文件解壓到dexDir目錄中
     *
     * @param dexDir      解壓目錄
     * @param forceReload 是否需要強制從apk文件中解壓，否的話會直接讀取舊文件
     * @return 解壓後的文件列表
     * @throws IOException
     */
    static List load(Context context,
                           ApplicationInfo applicationInfo,
                           File dexDir,
                           boolean forceReload) throws IOException {
        File sourceApk = new File(applicationInfo.sourceDir);
        long currentCrc = getZipCrc(sourceApk);
        List files;
        if (!forceReload && !isModified(context, sourceApk, currentCrc)) {
            try {
                //從緩存目錄中直接查找緩存文件，跳過解壓
                files = loadExistingExtractions(context, sourceApk, dexDir);
            } catch (IOException var9) {
                files = performExtractions(sourceApk, dexDir);
                putStoredApkInfo(context, getTimeStamp(sourceApk), currentCrc, files.size() + 1);
            }
        } else {
            //把apk中的secondary dex文件解壓到緩存目錄，並把解壓後的文件返回
            files = performExtractions(sourceApk, dexDir);
            //把解壓信息保存到sharedPreferences中
            putStoredApkInfo(context, getTimeStamp(sourceApk), currentCrc, files.size() + 1);
        }

        return files;
    }

首先判斷以下是否需要強制從apk文件中解壓，再進行下CRC校驗，如果不需要從apk重新解壓，就直接從緩存目錄中讀取已解壓的文件返回，否則解壓apk中的classes文件到緩存目錄，再把相應的文件返回。這個方法再往下的分析就不貼出來了，不復雜，大家可以自己去看看。讀取後會把解壓信息保存到sharedPreferences中，裡面會保存時間戳、CRC校驗和dex數量。

得到dex文件列表後，要做的就是把dex文件關聯到應用，這樣應用findclass的時候才能成功。這個主要是通過installSecondaryDexes方法來完成的

    /**
     * 安裝dex文件
     *
     * @param loader 類加載器
     * @param dexDir 緩存目錄，用以存放opt之後的dex文件
     * @param files  需要安裝的dex
     * @throws IllegalArgumentException
     * @throws IllegalAccessException
     * @throws NoSuchFieldException
     * @throws InvocationTargetException
     * @throws NoSuchMethodException
     * @throws IOException
     */
    private static void installSecondaryDexes(ClassLoader loader,
                                              File dexDir,
                                              List files) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IOException {

        if (!files.isEmpty()) {
            //對不同版本的SDK做不同處理
            if (VERSION.SDK_INT >= 19) {
                MultiDex.V19.install(loader, files, dexDir);
            } else if (VERSION.SDK_INT >= 14) {
                MultiDex.V14.install(loader, files, dexDir);
            } else {
                MultiDex.V4.install(loader, files);
            }
        }

    }

可以看到，對於不同的SDK版本，分別采用了不同的處理方法，我們主要分析SDK>=19的情況，其他情況大同小異，讀者可以自己去分析。

    private static final class V19 {
        private V19() {
        }

        /**
         * 安裝dex文件
         *
         * @param loader                     類加載器
         * @param additionalClassPathEntries 需要安裝的dex
         * @param optimizedDirectory         緩存目錄，用以存放opt之後的dex文件
         * @throws IllegalArgumentException
         * @throws IllegalAccessException
         * @throws NoSuchFieldException
         * @throws InvocationTargetException
         * @throws NoSuchMethodException
         */
        private static void install(ClassLoader loader,
                                    List additionalClassPathEntries,
                                    File optimizedDirectory) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {

            //通過反射獲取ClassLoader對象中的pathList屬性，其實是ClassLoader的父類BaseDexClassLoader中的成員
            Field pathListField = MultiDex.findField(loader, "pathList");
            //通過屬性獲取該屬性的值，該屬性的類型是DexPathList
            Object dexPathList = pathListField.get(loader);

            ArrayList suppressedExceptions = new ArrayList();
            //通過反射調用dexPathList的makeDexElements返回Element對象數組。方法裡面會讀取每一個輸入文件，生成DexFile對象，並將其封裝進Element對象
            Object[] elements = makeDexElements(dexPathList, new ArrayList(additionalClassPathEntries), optimizedDirectory, suppressedExceptions);

            //將elements數組跟dexPathList對象的dexElements數組合並，並把合並後的數組作為dexPathList新的值
            MultiDex.expandFieldArray(dexPathList, "dexElements", elements);

            //處理異常
            if (suppressedExceptions.size() > 0) {
                Iterator suppressedExceptionsField = suppressedExceptions.iterator();

                while (suppressedExceptionsField.hasNext()) {
                    IOException dexElementsSuppressedExceptions = (IOException) suppressedExceptionsField.next();
                    Log.w("MultiDex", "Exception in makeDexElement", dexElementsSuppressedExceptions);
                }

                Field suppressedExceptionsField1 = MultiDex.findField(loader, "dexElementsSuppressedExceptions");
                IOException[] dexElementsSuppressedExceptions1 = (IOException[]) ((IOException[]) suppressedExceptionsField1.get(loader));
                if (dexElementsSuppressedExceptions1 == null) {
                    dexElementsSuppressedExceptions1 = (IOException[]) suppressedExceptions.toArray(new IOException[suppressedExceptions
                            .size()]);
                } else {
                    IOException[] combined = new IOException[suppressedExceptions.size() + dexElementsSuppressedExceptions1.length];
                    suppressedExceptions.toArray(combined);
                    System.arraycopy(dexElementsSuppressedExceptions1, 0, combined, suppressedExceptions.size(), dexElementsSuppressedExceptions1.length);
                    dexElementsSuppressedExceptions1 = combined;
                }

                suppressedExceptionsField1.set(loader, dexElementsSuppressedExceptions1);
            }

        }

        private static Object[] makeDexElements(Object dexPathList,
                                                ArrayList files,
                                                File optimizedDirectory,
                                                ArrayList suppressedExceptions) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
            Method makeDexElements = MultiDex.findMethod(dexPathList, "makeDexElements", new Class[]{ArrayList.class, File.class, ArrayList.class});
            return (Object[]) ((Object[]) makeDexElements.invoke(dexPathList, new Object[]{files, optimizedDirectory, suppressedExceptions}));
        }
    }

在Android中，有兩個ClassLoader，分別是DexPathList和PathClassLoader，它們的父類都是BaseDexClassLoader，DexPathList和PathClassLoader的實現都是在BaseDexClassLoader之中，而BaseDexClassLoader的實現又基本是通過調用DexPathList的方法完成的。DexPathList裡面封裝了加載dex文件為DexFile對象（調用了native方法，有興趣的童鞋可以繼續跟蹤下去）的方法。
上述代碼中的邏輯如下：

當把dex文件加載到pathList的dexElements數組之後，整個multidex.install基本上就完成了。
但可能還有些童鞋還會有些疑問，僅僅只是把Element數組合並到ClassLoader就可以了嗎？還是沒有找到加載類的地方啊？那我們再繼續看看，當用到一個類的時候，會用ClassLoader去加載一個類，加載類會調用類加載器的findClass方法

    @Override
    protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        List suppressedExceptions = new ArrayList();
        //調用pathList的findClass方法
        Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
        if (c == null) {
            ClassNotFoundException cnfe = new ClassNotFoundException("Didn't find class \"" + name + "\" on path: " + pathList);
            for (Throwable t : suppressedExceptions) {
                cnfe.addSuppressed(t);
            }
            throw cnfe;
        }
        return c;
    }

於是繼續跟蹤：

    public Class findClass(String name, List suppressed) {
        //遍歷dexElements數組
        for (Element element : dexElements) {

            DexFile dex = element.dexFile;
            if (dex != null) {
                //繼續跟蹤會發現調用的是一個native方法
                Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
                if (clazz != null) {
                    return clazz;
                }
            }
        }
        if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
            suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
        }
        return null;
    }

到現在就清晰了，當加載一個類的時候，會遍歷dexElements數組，通過native方法從Element元素中加載類名相應的類

總結

到最後，總結整個multidex.install流程，其實很簡單，就做了一件事情，把apk中的secondary dex文件通過ClassLoader轉換成Element數組，並把輸出的數組合與ClassLoader的Element數組合並。