原因
每個單獨的dex(Dalvik Executable)文件中的方法id范圍為[0, 0xffff]：65536，包括安卓系統框架，三方庫和自己寫得代碼中的方法。所以如果你的工程很大，包含了超過65536的方法，那就需要用multiDex技術。
Android 5.0之前和之后的解決方案
在5.0之前所使用的Dalvik運行時默認的一個apk中只能包含一個dex文件。為了解決這個限制，我們可以使用multidex support庫，它會成為主dex的一部分，用來取得其它輔助dex文件中的方法。
com.android.support:multidex:1.0.0
在5.0之后，Android改用ART作為運行時，ART天生支持一個APK中包含多個dex文件。因為它在APK安裝時，會預先掃描所有的classes(..N).dex文件，把它們編譯合成一個.oat的可執行文件。
解決方法
android {
compileSdkVersion 21
buildToolsVersion "21.1.0"
defaultConfig {
...
minSdkVersion 14
targetSdkVersion 21
...
// Enabling multidex support.
multiDexEnabled true
}
...
}
dependencies {
compile 'com.android.support:multidex:1.0.0'
}
注意：buildToolsVersion必須為21.1或者更高。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.example.android.multidex.myapplication">
<application
...
android:name="android.support.multidex.MultiDexApplication">
...
</application>
</manifest>
當以上這些設置后，Android build工具會創建一個主dex和按照需要創建一些輔助的dex(classes2.dex, classes3.dex)。構建系統會把它們一起打包到apk中。
后記
multidex support庫還是有些限制的，比如應用可能在Android 4.0之前版本的手機上因為Dalvik linearAlloc bug(Issue 22586)無法運行，也可能會因為multidex配置占用內存分配過大而導致運行奔潰等等。所以運用改技術時需要大量測試。所以最好避免dex限制的方法還是從編寫代碼時考慮，刪除無用引用，用ProGuard做代碼優化等等。
參考：
http://developer.android.com/tools/building/multidex.html#dev-build
