抖音 BoostMultiDex 优化实践：Android 低版本 APP 首次启动时间减少 80%（一）

提升Android低版本设备启动速度：BoostMultiDex的奥秘

在快节奏的移动应用时代，应用的首次启动时间往往决定了用户的体验。当用户打开应用时，漫长的等待只会让人心烦意乱，影响他们的使用情绪。对于Android低版本设备来说，这个问题尤为突出。

Android低版本的启动难题

Android低版本设备（4.X及以下，SDK < 21）采用Dalvik虚拟机作为Java运行环境。与高版本相比，Dalvik虚拟机在启动时需要将整个DEX（Dalvik Executable，包含已编译的字节码）文件加载到内存中，并对其进行解释执行。

然而，由于低版本Android系统内存有限，加载如此大文件需要花费大量时间。另外，DEX文件的加载需要经过三个耗时的步骤：DEX文件验证、优化和解释，这使得首次启动时间异常漫长。

BoostMultiDex的救赎

为了解决Dalvik虚拟机的痛点，Google在Android 4.4中引入了MultiDex机制。MultiDex将一个大的DEX文件拆分为多个较小的DEX文件（每个文件大小不超过64K），并分别加载到内存中。

与直接加载单个大DEX文件相比，MultiDex的优势显而易见：

• 缩短加载时间： 多个小DEX文件的加载速度比单个大DEX文件快得多。
• 减少内存占用： 多个小DEX文件可以并行加载，避免了大DEX文件占据大量内存的情况。
• 提高稳定性： 由于DEX文件更小，出现加载失败或验证错误的可能性也更低。

Android 5.0及更高版本默认启用了MultiDex机制，而4.X及以下版本则需要手动开启。

实践中的优化

在字节跳动旗下短视频巨头抖音中，我们对BoostMultiDex进行了进一步优化，以提升低版本Android设备上的启动速度：

1. 优化DEX文件： 通过移除无用的代码、合并相同代码块等优化技术，减小DEX文件的大小。
2. 并行加载DEX文件： 使用并发线程并行加载多个DEX文件，缩短加载时间。
3. 自定义ClassLoader： 重写ClassLoader，以优化DEX文件加载过程。

通过这些优化，我们在低版本Android设备上实现了应用首次启动时间减少80%的惊人效果。

最佳实践指南

在使用BoostMultiDex时，建议遵循以下最佳实践：

1. 仅在需要时使用： 只有在DEX文件大于64K时才使用BoostMultiDex。
2. 优化DEX文件： 尽可能减小DEX文件的大小。
3. 并行加载DEX文件： 使用并发线程并行加载多个DEX文件。
4. 监控DEX文件加载时间： 使用性能监控工具监控DEX文件加载时间，并根据需要进行优化。

结语

BoostMultiDex是一种有效且实用的技术，可以显著减少Android低版本设备上应用的首次启动时间。通过对BoostMultiDex的优化，我们可以为用户提供更流畅、更愉悦的应用体验。

常见问题解答

1. 什么是DEX文件？
   DEX文件（Dalvik Executable）包含已编译的字节码，是Dalvik虚拟机执行Java程序所需的文件。

2. 为什么低版本Android设备的启动时间较长？
   低版本Android设备的Dalvik虚拟机在启动时需要将整个DEX文件加载到内存中，并对其进行解释执行，这需要花费大量时间。

3. MultiDex如何缩短启动时间？
   MultiDex将一个大的DEX文件拆分为多个较小的DEX文件，并并行加载它们，从而显著缩短加载时间。

4. 除了MultiDex之外，还有哪些优化技术可以提升Android低版本设备的启动速度？
   其他优化技术包括使用ProGuard混淆代码、优化图像资源、使用冷启动优化方案等。

5. 如何手动开启MultiDex？
   在Android 4.X及以下版本中，需要在清单文件中添加android:multiDexEnabled属性并将其设置为true，如：

   <application
       android:multiDexEnabled="true"
       ... />