一:靜態(tài)鏈接庫(kù)

1.制作.a文件
.a文件即 static library

library和framework

copy files會(huì)在product文件夾生成include文件夾,里面就是cpoy file

copy files

Header會(huì)在product文件夾生成一個(gè)usr/local/include/文件夾,里面是暴露的.h文件

Header

除了默認(rèn)的架構(gòu),還可以添加其他架構(gòu),不過(guò)需要對(duì)應(yīng)上iOS版本號(hào)

架構(gòu)支持

iOS版本

接下來(lái)運(yùn)行,運(yùn)行出來(lái)的有四種product:
Debug-iphoneos
Release-iphoneos
Debug-iphonesimulator
Release-iphonesimulator
我們需要考慮2個(gè)問(wèn)題,
第一是使用靜態(tài)庫(kù)的時(shí)候通常并不區(qū)分debug和release,這要看具體需求,如果debug和release的配置不同,則需要分別處理;
第二是包的體積大小,實(shí)質(zhì)就是這個(gè)靜態(tài)庫(kù)支持的架構(gòu)是不是都需要的.比支持iOS12以上的情況下,ipa里的這個(gè)靜態(tài)庫(kù)只需要arm64就行了,但是模擬器需要考慮mac的架構(gòu),并且模擬器不需要關(guān)心包體積.
因此要結(jié)合實(shí)際情況合并和拆分架構(gòu).
有相同架構(gòu)的包是不能直接合并的,要把其中一個(gè)去除掉.
lipo -info (絕對(duì)路徑或相對(duì)路徑) 查看架構(gòu)
lipo -output (新文件絕對(duì)路徑或相對(duì)路徑) -remove (架構(gòu)) (舊文件絕對(duì)路徑或相對(duì)路徑) 移除架構(gòu)
lipo -output (新文件絕對(duì)路徑或相對(duì)路徑) -create (舊文件絕對(duì)路徑或相對(duì)路徑1) (舊文件絕對(duì)路徑或相對(duì)路徑2) 合并架構(gòu)

最終生成一個(gè)包含armv7 armv7s i386 x86_64 arm64 的.a

Architectures in the fat file: TestStatic.a are: armv7 armv7s i386 x86_64 arm64 

2..a的特性
用machOView看一下這個(gè).a,(關(guān)于Mach-O)

Fat Binary

.o

所以只要能編譯通過(guò),就可以生成靜態(tài)鏈接庫(kù),.h文件不參與編譯,所以只聲明沒(méi)實(shí)現(xiàn)的類(lèi)和方法會(huì)被作為外部符號(hào)引用,等到項(xiàng)目真正鏈接的時(shí)候,再去決議和重定位.

3.制作靜態(tài)framework

之前的MakeLibrary2里面是這樣的

#import "MakeLibrary2.h"
#import "MakeLibrary/MakeLibrary.h"

@implementation MakeLibrary2

- (instancetype)init{
    if(self = [super init]){
        NSLog(@"MakeLibrary2 init");
        
        MakeLibrary *m = [[MakeLibrary alloc]init];
    }
    return self;
}

@end

MakeLibrary2使用了MakeLibrary,但是制作MakeLibrary2.a的時(shí)候沒(méi)有引入MakeLibrary.a,也就是說(shuō)MakeLibrary2.a里沒(méi)有MakeLibrary符號(hào).

新建一個(gè)framework的target,在build setting -> linking 中有個(gè)mach-o type, 默認(rèn)是dynamic Library, 改成static Library,然后把MakeLibrary2.a放進(jìn)來(lái)

image.png

然后引用makeLibrary2類(lèi)

#import "FrameClass.h"
#import "MakeLibrary2.h"

@implementation FrameClass

- (instancetype)init{
    if(self = [super init]){
        NSLog(@"FrameClass init");
        
        MakeLibrary2 *m = [[MakeLibrary2 alloc]init];
    }
    return self;
}

@end

添加Headers

build phases -> Header

添加Link Binary With Libraries

build phases -> Link Binary With Libraries

然后運(yùn)行,生成的framework里面是這樣的

image.png

用machOView查看這個(gè)MakeFramework,和.a沒(méi)區(qū)別,是.o文件的集合,這里只有一個(gè)x86_64架構(gòu),所以沒(méi)有Fat Binary.

image.png

引入到UseLibrary中,使用

#import "ViewController.h"
#import "FrameClass.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    FrameClass *fc = [[FrameClass alloc]init];
}

@end

運(yùn)行,輸出

FrameClass init
MakeLibrary2 init
MakeLibrary init
Make FirstObj init

• 總結(jié)

再生成時(shí):靜態(tài)鏈接庫(kù)的生成過(guò)程不包含靜態(tài)鏈接,所做的事主要是編譯,而符號(hào)解析重定位都沒(méi)有做,引用的符號(hào)是不是真的存在,是不是有重復(fù)的符號(hào)都不重要,要做的只有編譯,然后把目標(biāo)文件打包起來(lái).最終.a里可能會(huì)有重復(fù)的.o(指的是同一架構(gòu)內(nèi)).

在使用時(shí):在靜態(tài)庫(kù)是參與靜態(tài)鏈接的,靜態(tài)鏈接時(shí)會(huì)合并mach-o,因此對(duì)于主程序來(lái)說(shuō),編譯之后,靜態(tài)庫(kù)里的目標(biāo)文件被復(fù)制并且合并到了主程序的mach-o中,而靜態(tài)庫(kù)本身不會(huì)發(fā)生變化.

用命令行工具libtool可以拆分和組合static Library的.o并生成新的static Library
比如合并

 libtool -static -o 輸出文件 staticLibraryA  staticLibraryB

二.動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)

1.制作動(dòng)態(tài)framework
動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)經(jīng)過(guò)了靜態(tài)鏈接,已經(jīng)沒(méi)有.o文件在了,會(huì)進(jìn)行符號(hào)解析.
可以驗(yàn)證一下

接下來(lái)運(yùn)行,打算生成framework.結(jié)果報(bào)錯(cuò)了,因?yàn)镸akeLibrary2里引用了MakeLibrary,但是實(shí)際上現(xiàn)在這個(gè)target里沒(méi)有這個(gè)類(lèi).

沒(méi)找到MakeLibrary

把MakeLibrary2 *m = [[MakeLibrary2 alloc]init];這行注釋,就可以運(yùn)行成功,得到framework,可以看到它被系統(tǒng)標(biāo)記為可執(zhí)行文件

image.png

然后用MachOView查看這個(gè)可執(zhí)行文件,它是一個(gè)Shared Libray, file type是dylib,可以看到已經(jīng)沒(méi)有.o了

image.png

2.制作一個(gè)動(dòng)態(tài)的.a

創(chuàng)建target選擇static Library時(shí),這項(xiàng)默認(rèn)是static Library,但是也可以手動(dòng)改成dynamic Library

image.png

運(yùn)行,然后machOView查看.a文件,果真是dylib,和上面的framework一樣,甚至如果把.a擴(kuò)展名刪掉,會(huì)被標(biāo)記為可執(zhí)行文件

image.png

image.png

• 總結(jié)

在生成時(shí):動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)在生成時(shí)會(huì)執(zhí)行靜態(tài)鏈接,把目標(biāo)文件,包括依賴(lài)的靜態(tài)庫(kù)里的目標(biāo)文件合并到dylib中,這個(gè)過(guò)程還包括符號(hào)解析和重定位,這時(shí)根據(jù)不同的依賴(lài)關(guān)系和鏈接策略進(jìn)行檢查并拋出異常.后面具體說(shuō)明.

在使用時(shí):靜態(tài)鏈接時(shí)會(huì)把引用自動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記,設(shè)置占位地址,真正的符號(hào)重定位需要在運(yùn)行時(shí)由dyld來(lái)做,因此動(dòng)態(tài)庫(kù)是不是真的定義了這個(gè)符號(hào),需要運(yùn)行時(shí)才知道.

embedded framework會(huì)被復(fù)制到.app里面的framework文件夾中.

三.依賴(lài)關(guān)系

build setting -> linking可以配置鏈接的選項(xiàng).這些就會(huì)影響依賴(lài)關(guān)系.
比如靜態(tài)鏈接時(shí),鏈接器ld64會(huì)進(jìn)行dead code striping,此時(shí)就需要解析依賴(lài)關(guān)系,然后剝離未被引用的符號(hào).
比如ohter link flags.

制作靜態(tài)庫(kù)的時(shí)候,靜態(tài)庫(kù)本身經(jīng)常需要訪(fǎng)問(wèn)外部文件,比如依賴(lài)別的靜態(tài)庫(kù),或者直接引用外部的文件.

首先創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目,創(chuàng)建時(shí)選擇app target,叫做UseLibrary用來(lái)使用靜態(tài)庫(kù)
然后再添加一個(gè)target,選擇Static Library 叫做makeLibrary用來(lái)生成靜態(tài)庫(kù).

image.png

1.靜態(tài)庫(kù)引用外部文件
這個(gè)MakeLibrary封裝了一些功能,并且需要引用UseLibrary里的一個(gè)叫做FirstObj的類(lèi).
直接import并且使用,是可以編譯通過(guò)的.

#import "FirstObj.h"

@implementation FirstObj

- (instancetype)init{
    if(self = [super init]){
        NSLog(@"FirstObj init");
    }
    return self;
}

@end


#import "MakeLibrary.h"
#import "FirstObj.h"

@implementation MakeLibrary

- (instancetype)init{
    if(self = [super init]){
        NSLog(@"MakeLibrary init");
        
        FirstObj *f = [[FirstObj alloc]init];
    }
    return self;
}

@end

接下來(lái)生成.a文件,然后添加到UseLibrary

image.png

然后在viewcontroller中使用

#import "ViewController.h"
#import "MakeLibrary.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    
    MakeLibrary *m = [[MakeLibrary alloc]init];
}


@end

切換target運(yùn)行,輸出

MakeLibrary init
FirstObj init

如果用MachOView打開(kāi)這個(gè).a,去查看這個(gè)MakeLibrary.o的符號(hào)表,我們會(huì)看到一個(gè)叫FirstObj的外部符號(hào)

未定義符號(hào)

報(bào)錯(cuò)

2.靜態(tài)庫(kù)引用靜態(tài)庫(kù)
再創(chuàng)建一個(gè)target叫做MakeLibrary2,這個(gè)MakeLibrary2會(huì)引用MakeLibrary

#import "MakeLibrary2.h"
#import "MakeLibrary/MakeLibrary.h"

@implementation MakeLibrary2

- (instancetype)init{
    if(self = [super init]){
        NSLog(@"MakeLibrary2 init");
        
        MakeLibrary *m = [[MakeLibrary alloc]init];
    }
    return self;
}

@end

image.png

生成之后,在Viewcontroller中使用MakeLibrary2

#import "ViewController.h"
#import "MakeLibrary2.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    
    MakeLibrary2 *m = [[MakeLibrary2 alloc]init];
}


@end

運(yùn)行輸出

MakeLibrary2 init
MakeLibrary init
FirstObj init

3.靜態(tài)庫(kù)和靜態(tài)庫(kù)(或主程序)包含重復(fù)符號(hào)
創(chuàng)建一個(gè)新的target叫MakeLibrary3, 然后直接把libMakeLibrary.a扔進(jìn)去

image.png

#import "MakeLibrary3.h"
#import "MakeLibrary.h"

@implementation MakeLibrary3

- (instancetype)init{
    if(self = [super init]){
        NSLog(@"MakeLibrary2 init");
        
        MakeLibrary *m = [[MakeLibrary alloc]init];
    }
    return self;
}


@end

制作出libMakeLibrary3.a,查看結(jié)構(gòu),可以看到.a無(wú)非就是.o文件的集合,就算套再多層,靜態(tài)鏈接也會(huì)重組結(jié)構(gòu),合并成新的Mach-o,把.o排列在一起.
需要注意的是,制作靜態(tài)庫(kù)時(shí)引入其他靜態(tài)庫(kù),如果沒(méi)有引用頭文件,是不會(huì)被打包進(jìn)來(lái)的.或者在build phases -> Link Binary With Libraries中添加需要一起打包的靜態(tài)庫(kù)

Link Binary With Libraries

ilibMakeLibrary3.a

然后把libMakeLibrary3.a放到UseLibrary中使用

image.png

#import "ViewController.h"
#import "MakeLibrary3.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    MakeLibrary3 *m = [[MakeLibrary3 alloc]init];
}

@end

運(yùn)行輸出

MakeLibrary2 init
MakeLibrary init
FirstObj init

現(xiàn)在UseLibrary其實(shí)有兩份MakeLibrary.o,運(yùn)行起來(lái)沒(méi)有問(wèn)題,也沒(méi)有警告,
即便兩個(gè)相同的.o有著不同的實(shí)現(xiàn),運(yùn)行的時(shí)候總是只有一個(gè)被鏈接.

注意這個(gè)引用了重復(fù)的.a還能正常運(yùn)行,前提是ohter link flags什么都不設(shè)置.
ld自行進(jìn)行了取舍,假如設(shè)置了-ObjC,或者-all_load或者-force_load,就會(huì)報(bào)錯(cuò) duplicated symbols

image.png

-all_load一般不考慮;
添加-ObjC報(bào)錯(cuò)重復(fù),如果是和主target里的文件重復(fù),那么可以考慮去掉-ObjC,給靜態(tài)庫(kù)單獨(dú)一個(gè)個(gè)的添加-force_load,如果兩個(gè)靜態(tài)庫(kù)互相重復(fù),那就麻煩了,如果二選一-force_load不能解決,那就只能重新制作靜態(tài)庫(kù).

4.動(dòng)態(tài)庫(kù)包含靜態(tài)庫(kù)
制作動(dòng)態(tài)庫(kù)的時(shí)候,包含一個(gè)靜態(tài)庫(kù),動(dòng)態(tài)庫(kù)生成需要經(jīng)過(guò)靜態(tài)鏈接,最終靜態(tài)庫(kù)會(huì)被拷貝合并進(jìn)去,叫做吸附性.
需要設(shè)置link Binary with libraries

5.動(dòng)態(tài)庫(kù)和靜態(tài)庫(kù)(或主程序)包含重復(fù)符號(hào)
在主程序和動(dòng)態(tài) Framework中分別創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)都叫FirstObj

//主程序的FirstObj
- (instancetype)init{
    if(self = [super init]){
        NSLog(@"common FirstObj init");
    }
    return self;
}

//動(dòng)態(tài)Framework的FirstObj
- (instancetype)init{
    if(self = [super init]){
        NSLog(@"Make2 FirstObj init");
    }
    return self;
}

//在主程序分別調(diào)用
#import <MakeFramework2/MakeLibrary2.h>
#import "FirstObj.h"

///這個(gè)是Framework的類(lèi),init里面會(huì)調(diào)用[[FirstObj alloc]init];
MakeLibrary2 *m = [[MakeLibrary2 alloc]init];

FirstObj *f = [[FirstObj alloc]init];

運(yùn)行:
控制臺(tái)會(huì)報(bào)警告:One of the two will be used. Which one is undefined.
然后輸出
MakeLibrary2 init
Make2 FirstObj init
common FirstObj init

說(shuō)明分別創(chuàng)建了不同的FirstObj,這是因?yàn)閯?dòng)態(tài)庫(kù)的獨(dú)立性,有獨(dú)立的命名空間,動(dòng)態(tài)庫(kù)會(huì)使用動(dòng)態(tài)庫(kù)的本地符號(hào).
另外與頭文件無(wú)關(guān),即便是下面這樣

#import <MakeFramework2/FirstObj.h>,
FirstObj *f = [[FirstObj alloc]init];

輸出的依然是 common FirstObj init

6.動(dòng)態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)包含重復(fù)符號(hào)

安裝makeFramework2的文件給makeFramework來(lái)一遍
運(yùn)行輸出
One of the two will be used. Which one is undefined.
MakeLibrary init
Make FirstObj init
MakeLibrary2 init
Make2 FirstObj init

即便與上一條相同,會(huì)警告,但是各用個(gè)的.

7.在動(dòng)態(tài)庫(kù)中引用動(dòng)態(tài)庫(kù)
在makeFramework2中拖一個(gè)makeFramework進(jìn)去

image.png

image.png

image.png

放到工程里是可以正常運(yùn)行,相當(dāng)于分別引入兩個(gè)framework.

四.embedded framework和tbd

framework可以理解為框架,是一個(gè)文件夾,是mach-o+資源文件+描述文件+簽名
在info.plist中可以設(shè)置當(dāng)前framework的版本,兼容的最低系統(tǒng)版本等等描述信息,資源文件可以直接放進(jìn)來(lái),也可以打包成bundle.

framework可以是static Library 也可以是shared Library;
通過(guò)Xcode -> Framework-> dynamic Library生成的叫做 embedded framework,它也是通過(guò)dyld在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接,但是和系統(tǒng)的Framework不同.系統(tǒng)的Framework才是真正只有一份在硬盤(pán)或內(nèi)存中.
使用是需要設(shè)置為embed

embed

.tbd文件是文本文件,其中包含架構(gòu)信息劫樟，以及在真實(shí)運(yùn)行時(shí)候二進(jìn)制所在的位置，以及包含了動(dòng)態(tài)庫(kù)的符號(hào)表還有類(lèi)的一些信息,目的是不把動(dòng)態(tài)庫(kù)放在Xcode中;
系統(tǒng)tbd的位置:/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneOS.platform/Developer/SDKs/iPhoneOS.sdk/System/Library/Frameworks
這里面全是.tbd,而tbd文本里面指向了這樣一個(gè)路徑/System/Library/Frameworks/,這里面仍然沒(méi)有mach-O,真正的二進(jìn)制文件被合成一個(gè)很大的文件,在手機(jī)上保存在/System/Library/Caches/com.apple.dyld中.

五:XCFramework

為什么模擬器會(huì)報(bào)錯(cuò)找不到第三方庫(kù)
在M1芯片之前,模擬器是x86_64架構(gòu)(更早的是i386),真機(jī)是arm系列,armv7,armv7s,arm64,arm64e這些.
制作靜態(tài)庫(kù)的時(shí)候,分別制作了模擬器和真機(jī),Intel芯片制作的模擬器版本靜態(tài)庫(kù)是x86_64,而M1是arm64,
通常會(huì)把模擬器和真機(jī)的用lipo命令合在一起,并且合并的時(shí)候相同的架構(gòu)是需要去掉一個(gè)的,通常我們?nèi)サ裟M器的arm64,因?yàn)槿サ粽鏅C(jī)的,手機(jī)就不能編譯了.
現(xiàn)在M1的mac制作的模擬器版本是arm64,真機(jī)也有arm64,就無(wú)法合并了,本來(lái)m1的模擬器就需要arm64的架構(gòu),現(xiàn)在刪掉模擬器的arm64導(dǎo)致m1上的模擬器無(wú)法使用這個(gè)合并后的靜態(tài)庫(kù).
那為什么真機(jī)的arm64模擬器不能用呢,因?yàn)閷?shí)際上這倆還是不一樣的.

現(xiàn)在有兩種解決方案,一是把模擬器和Xcode設(shè)置為Rosetta模式(只是運(yùn)行app project的話(huà),只設(shè)置模擬器也行),這樣的話(huà)模擬器就使用x86_64的架構(gòu).
同時(shí)記得在Excluded Architecture中添加arm64.

image.png

第二種方案就是wwdc19新增的XCFramework.
還是合并,只不過(guò)使用新的指令,這樣的話(huà)就不用刪除模擬器的arm64了

1.合并.a
xcodebuild -create-xcframework -library <path> [-headers <path>] [-library <path> [-headers <path>]...] -output <path>

xcodebuild -create-xcframework -library youpath/TestFramework.a -headers youpath/TestFramework -library youpath/TestFramework.a -headers youpath/TestFramework -output youpath/TestFramework.xcframework

2.合并.framework
xcodebuild -create-xcframework -framework <path> [-framework <path>...] -output <path>

xcodebuild -create-xcframework -framework Release-iphoneos/TestFramework.framework -framework Release-iphonesimulator/TestFramework.framework -output TestFramework.xcframework