管理C++的第三方庫(kù)以及編譯

第三方庫(kù)這個(gè)說(shuō)法搜吧,不知道出自哪里盲赊,但一般是指開(kāi)發(fā)者伸眶,系統(tǒng)/平臺(tái)提供商之外的第三個(gè)參與者提供的程序庫(kù)惊窖。大多數(shù)開(kāi)源軟件庫(kù)在軟件系統(tǒng)中都是第三方庫(kù)。

完全不使用庫(kù)的開(kāi)發(fā)厘贼,在90年代就已經(jīng)被放棄了界酒,特別MFC/OWL/QT這些先行者。開(kāi)源運(yùn)動(dòng)的興起使得第三方庫(kù)成為主力使用庫(kù)嘴秸。

C++領(lǐng)域有一些非常特殊的庫(kù)毁欣,比如早期的STLport和當(dāng)前的Boost,它們就像是語(yǔ)言的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)赁遗,基本在每個(gè)程序中都可以見(jiàn)到他們的身影署辉。

但第三方庫(kù)也會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)多的問(wèn)題,主要總是包括:

  1. 版本不一致岩四。同一個(gè)軟件系統(tǒng)中哭尝,如果引用了同一個(gè)第三方庫(kù)的兩個(gè)不同版本,那一定會(huì)暗生問(wèn)題剖煌。
  2. 編譯選項(xiàng)不一致材鹦。一般為了減少編譯時(shí)間,第三方庫(kù)都會(huì)以編譯后的.a/.lib形式參與軟件編譯耕姊,第三方庫(kù)的編譯選項(xiàng)與軟件系統(tǒng)的編譯選項(xiàng)不同桶唐,也是會(huì)有一些潛在的問(wèn)題。特別是x86/x64茉兰,ansi/utf-8這些選項(xiàng)不同尤泽,根本就不能用。
  3. 版本管理庫(kù)變大规脸。在一些大項(xiàng)目中常常會(huì)有幾個(gè)G的版本庫(kù)坯约,每次clone代價(jià)很大。其實(shí)很多都是第三方庫(kù)莫鸭,不同版本闹丐,不同編譯選項(xiàng)生成的庫(kù)引入。

除了把編譯的庫(kù)引入項(xiàng)目被因,也有人以源代碼的形式引入開(kāi)源軟件卿拴,比如GCC衫仑、SDL、WxWights堕花、QT文狱。如果第三方庫(kù)本身編譯不復(fù)雜,原代碼也很簡(jiǎn)單航徙,這么做比較好如贷。

但是像Boost.Thread這樣的庫(kù),就不行了到踏。它需要編譯成動(dòng)態(tài)庫(kù),靜態(tài)引用會(huì)有問(wèn)題尚猿。

另一方面窝稿,如果第三方庫(kù)升級(jí),就是一個(gè)比較復(fù)雜的工程凿掂,如果不升級(jí)伴榔,又只能看著第三方庫(kù)的問(wèn)題得不到解決。

在Linux上這個(gè)問(wèn)題并不嚴(yán)重庄萎,系統(tǒng)級(jí)的軟件管理工具可以代管大多數(shù)的第三方踪少。比如debian系的,可以使用apt得到大多數(shù)的開(kāi)源庫(kù)糠涛,同時(shí)如果需要最新版本援奢,也可以通過(guò)第三方源來(lái)取得。

在交叉編譯和window平臺(tái)上這個(gè)問(wèn)題就非常頭痛了忍捡。我們需要從幾個(gè)層次來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題集漾。

  1. 需要有中心化的第三方源代碼獲取平臺(tái),這個(gè)平臺(tái)需要支持按用戶/組織+第三方庫(kù)+版本的形式取得源代碼砸脊,同時(shí)還需要保證及時(shí)跟蹤來(lái)源具篇。這個(gè)類似于bintray/github都可以。公司內(nèi)部可以使用gitlab來(lái)搭建凌埂。
  2. 需要有一個(gè)構(gòu)建腳本平臺(tái)驱显,存放在不同工具鏈和平臺(tái)的情況下,這個(gè)腳本可以從源代碼中心的源代碼瞳抓,把源代碼編譯成庫(kù)埃疫。同樣可以用github這類工具搭建和管理。
  3. 在項(xiàng)目中提供一個(gè)配置文件挨下,需要的開(kāi)源庫(kù)(只需指定編譯腳本熔恢,腳本是針對(duì)開(kāi)源庫(kù))。這個(gè)只需要一個(gè)文本文件即可臭笆。
  4. 在開(kāi)發(fā)者的機(jī)器和編譯服務(wù)器上叙淌,下載編譯腳本秤掌,生成庫(kù)。源代碼鹰霍、最終結(jié)果可以緩存在本機(jī)上闻鉴。可以使用項(xiàng)目原本的構(gòu)建工具茂洒。

如果只考慮windows+vc這個(gè)工具鏈孟岛,最簡(jiǎn)單的工具是使用msbuild,即為第三方庫(kù)構(gòu)建工程督勺,編譯結(jié)果生成成為vcprops文件渠羞,由項(xiàng)目引用。在項(xiàng)目工程中智哀,可以通過(guò)prebuild過(guò)程加上下載次询、編譯、安裝第三方庫(kù)的過(guò)程瓷叫,因?yàn)橛芯彺嫱偷酰颗_(tái)機(jī)器上應(yīng)該只需要做一次。

考慮Boost這個(gè)最常用的庫(kù)摹菠,并沒(méi)有一個(gè)msbuild可以調(diào)用工程盒卸,這個(gè)方案通用性很差。但對(duì)于只使用vc的公司還是非常實(shí)用次氨。因?yàn)橹恍枰粋€(gè)內(nèi)源的源代碼管理工具就可以了蔽介,沒(méi)有g(shù)it甚至可以用svn。

如果有多平臺(tái)交叉編譯糟需,要考慮先統(tǒng)一項(xiàng)目自己的編譯工具屉佳,使用CMake/Scons/Gyp這些跨平臺(tái)編譯工具,否則需要在不同的編譯工具下都做一套洲押。

以CMake為例武花,最接近這個(gè)系統(tǒng)的是CPM這個(gè)工具,它用github做前兩個(gè)服務(wù)器杈帐,CMake的腳本來(lái)完成下載体箕,編譯。但受CMake腳本的能力限制挑童,它無(wú)法完成更復(fù)雜的版本管理工作累铅,只能做為一個(gè)試驗(yàn)原型。

使用CPM站叼,可以先把自己的項(xiàng)目改成使用CMake編譯娃兽,在CMakeLists.txt中引入CPM語(yǔ)句,再引入需要的第三方庫(kù)尽楔。如果第三方庫(kù)已經(jīng)在有一個(gè)CPM腳本工程投储,就很簡(jiǎn)單直接引用即可第练。但如果沒(méi)有,就需要自己先建立CPM腳本工程玛荞。即一個(gè)CMakeLists.txt娇掏,可以下載編譯第三方庫(kù),再提供CPM一些專用宏勋眯,以便后續(xù)項(xiàng)目能找到這個(gè)第三方庫(kù)婴梧。

一個(gè)內(nèi)源第三方庫(kù)(指公司內(nèi)共享庫(kù))需要兩個(gè)git工程(或svn目錄),一個(gè)提供原始代碼和維護(hù)工作客蹋,另一個(gè)提供構(gòu)建腳本塞蹭,這個(gè)腳本甚至可以是專用于某個(gè)項(xiàng)目。最后需一個(gè)工具能下載讶坯,腳本調(diào)用浮还,緩存管理這些工作。

基于C++社區(qū)不自己發(fā)明工具傳統(tǒng)闽巩,以及cmake/git的流行程度,我考慮使用bash來(lái)完成這個(gè)部分担汤∠芽纾基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:

CPM_HOME 做為根目錄

sources   源代碼下載
    hosts   下載服務(wù)器
      groups  用戶或組織
         library-name 庫(kù)
scripts
     hosts   下載服務(wù)器
      groups  用戶或組織
         library-name 庫(kù), 源代碼構(gòu)建完成后會(huì)安裝到這個(gè)目錄下
            bin 二進(jìn)制結(jié)果,包括可執(zhí)行文件
            include 頭文件崭歧,一般應(yīng)支持多配置
            lib/xx/ 應(yīng)對(duì)不同的配置隅很,參考boost library
            flags/xx/ 應(yīng)對(duì)不同的配置,需導(dǎo)出一些編譯選項(xiàng)
build
     構(gòu)建目錄率碾,對(duì)于不支持外部構(gòu)建目錄的開(kāi)源軟件叔营,可以選擇復(fù)制過(guò)來(lái)in-source構(gòu)建
     考慮并發(fā)構(gòu)建,應(yīng)在這里文件鎖定操作所宰。
     除了鎖定目錄外绒尊,其它目錄可以刪除以減少空間占用。

repos
     project-id 成生特定于項(xiàng)目第三方庫(kù)包仔粥,這樣項(xiàng)目只需要引入一個(gè)第三方目錄婴谱。

以上目錄都會(huì)在本地保存一個(gè)hash文件以保持完整和不變性。

類似python我們使用 requirements.txt 項(xiàng)目的需求第三方庫(kù)躯泰,使用cpp_setup requirements.txt來(lái)完成預(yù)建編譯環(huán)境谭羔。

requirements使用

[host:port/]username/cpm-library-name

全局配置中,可以默認(rèn)的host:port麦向。這里可以不寫host:port瘟裸。

這里是指向特定的構(gòu)建腳本,腳本能支持哪些平臺(tái)诵竭,哪些發(fā)布版本话告,哪些運(yùn)行時(shí)庫(kù)都由腳本自己決定兼搏。缺少項(xiàng)目需要的配置時(shí),只會(huì)編譯失敗超棺。

如果項(xiàng)目支持CMake向族,那么只需要引入CPM即可。

如果項(xiàng)目可以要求生成一個(gè)project-id目錄來(lái)聚合第三方庫(kù)棠绘,方便make/vc++這些工具集成件相。

創(chuàng)建一個(gè)編譯腳本也很簡(jiǎn)單,使用幾個(gè)原語(yǔ)來(lái)完成操作即可氧苍。

GET - 下載url夜矗,自動(dòng)會(huì)放到緩存目錄,如果是壓縮包會(huì)解壓到build目錄
CONFIG - 生成build目錄让虐,使用CPM_BUILD_PATH來(lái)引用這個(gè)目錄紊撕,最后一步會(huì)把腳本本生也復(fù)制到build目錄下去。
RUN - 會(huì)自動(dòng)在build目錄下執(zhí)行赡突。
EXPORT - 指定目錄或文件復(fù)制回腳本目錄对扶。

如果第三方庫(kù)一次只能編譯出一個(gè)配置,那可能需要多個(gè)CONFIG惭缰,RUN浪南,EXPORT。

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