9、iOS强化 --- 静态库

• 什么是静态库？
  静态库也叫做静态链接库，可以简单的看做一组目标文件的集合。即多个目标文件经过压缩打包后形成的文件。
  在iOS开发中，常见的静态库有：
  .a文件（是一个文档格式）
  .framework文件（该文件可以是静态库，也可以是动态库）
  静态库的缺点：浪费内存和磁盘空间，模块更新困难。

这里我们解释一下接下来我们要用到的clang命令：

/**
 clang命令参数：
     -x: 指定编译文件语言类型
     -g: 生成调试信息
     -c: 生成目标文件，只运行preprocess，compile，assemble，不链接
     -o: 输出文件
     -isysroot: 使用的SDK路径
     1. -I<directory> 在指定目录寻找头文件 header search path
     2. -L<dir> 指定库文件路径（.a\.dylib库文件） library search path
     3. -l<library_name> 指定链接的库文件名称（.a\.dylib库文件）other link flags -lAFNetworking
     -F<directory> 在指定目录寻找framework framework search path
     -framework <framework_name> 指定链接的framework名称 other link flags -framework AFNetworking

    -l的查找规则：先找lib+<library_name>的动态库，找不到，再去找lib+<library_name>的静态库，还找不到，就报错
 */

.a文件

首先我们先来看一下.a的格式是什么？
我这边有一AFNetworking的静态库：

image.png
在终端执行下面的命令，来看一下libAFNetworking.a的格式：

file libAFNetworking.a

image.png
可以看到libAFNetworking.a是一个文档的格式。

下面我们再来看一下libAFNetworking.a里面到底有什么。
这里我们要用到ar命令，我们可以通过man ar来看一ar是干什么的：

image.png
我们通过ar -t 这个命令来打印一下libAFNetworking.a里面的内容：
image.png
可以看到libAFNetworking.a就是.o文件的集合。

静态库链接

下面我们将.a文件与我们的代码链接生出可执行程序。
首先我们有一个test.m文件

image.png
下面我们来编译生成test.o文件：
image.png
这是我们发现，编译报错，因为找不到AFNetworking.h文件。我们在test.m文件引用了AFNetworking，但是在编译的过程中我们并没有告诉编译器AFNetworking.h的地址，类似于我们Xcode中header search paths的报错。
⚠️ 指令中的\是shell里面的转移字符，可以让指令换行，但是还是一条指令，这样方便阅读。

下面我们来设置一下AFNetworking.h的路径：
我们通过-I来指定目录，.代表当前文件夹

image.png
image.png
这样生成目标文件test.o成功了。
接下来生成可执行文件test
执行下面的命令：
image.png
image.png

静态库的合并

通过上面我们知道，静态库是.o问价的合集，那么静态库的合并其实就是将.a先解压，然后再合并成一个.a文件。
这里我们用libtool（ar也可以做到，看上ar的解释；通常会用libtool来做这件事）。
那我们来看一下libtool：

image.png

• 现在有两个静态库libAFNetworking.a & libSDWebImage.a，执行下面的指令进行合并：

libtool -static -o test.a libAFNetworking.a libSDWebImage.a

image.png

Framework

image.png

• Mac OS / iOS 平台还可以使用Framework。
  Framework 实际上是一种打包方式，将库的二进制文件，头文件和有关的资源文件打包到一起，方便管理和分发。
  在使用到Framework里面的文件的时候，那么生成.o文件和上面试一样，因为-I只是一个路径，头文件和库文件本身并不一定要放到一起。

我们来看一下Framework文件里面的内容：

image.png
接下来我们手动创建一个Framework，暂时我们用不到签名和资源文件，所以我们只需要头文件和.a就可以了。
我们按照正常的工程目录来创建：
image.png
这里我们有这样一组文件：
image.png
我们先生成.a文件：
image.png
这里YSExample.o 生成 YSExample.a的时候用到了下面的命令：

ar -rc TestExample.a TestExample.o

/**
 `ar`压缩目标文件，并对其进行编号和索引，形成静态库。同时也可以解压缩静态库，查看有哪些目标文件：
 ar -rc a.a a.o
    -r: 像a.a添加or替换文件
    -c: 不输出任何信息
    -t: 列出包含的目标文件
 */

接着我们将YSExample.a放到刚刚创建的路径里面，同时按照我们看到的Framework中文件的格式，将后缀去掉等。

image.png

接下来我们编译一下，生成test.o文件:

clang -x objective-c  \
-target x86_64-apple-macos11.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.1.sdk \
-I./Frameworks/TestExample.framework/Headers \
-c test.m -o test.o

image.png

然后执行：

clang -target x86_64-apple-macos11.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.1.sdk \
-F./Frameworks \
-framework TestExample \
test.o -o test

image.png

使用shell脚本来执行上面的操作

shell是一种解释型的语言，会一行一行的去解释你的代码。
首先我们搭建我们的测试环境，创建一个文件夹，文件夹内容如下：

image.png

build.sh：将test.m赋值，名字和后缀改一下就可以了。
接着我们将我们要在终端执行的命令，拷贝到build.sh里面（这些命令就不在做解释，上面都有解释）：

SYSROOT=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.1.sdk
FILE_NAME=test
HEADER_SEARCH_PATH=./StaticLibrary

echo "-----开始编译test.m"
clang -x objective-c \
-target x86_64-apple-macos11.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot $SYSROOT \
-I${HEADER_SEARCH_PATH} \
-c ${FILE_NAME}.m -o ${FILE_NAME}.o

echo "-----开始进入StaticLibrary"
pushd ./StaticLibrary

clang -x objective-c \
-target x86_64-apple-macos11.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot $SYSROOT \
-c TestExample.m -o TestExample.o

ar -rc libTestExample.a TestExample.o
echo "-----开始退出StaticLibrary"
popd

echo "-----开始test.o to test EXEC"
clang -target x86_64-apple-macos11.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot $SYSROOT \
-L./StaticLibrary \
-lTestExample \
${FILE_NAME}.o -o ${FILE_NAME}

第一次运行，汇报这个错：

image.png
是因为build.sh文件没有可执行权限，那么我们给它加一个权限就可以了：

chmod +x ./build.sh
// x 代表可执行权限

然后再执行脚本：

image.png

-noall_load

clang链接的过程中-noall_load默认就是生效的。
那么这个时候就产生了一个问题，大家都知道，OC的分类（Category）是在运行时动态创建的。那么在链接的时候，发现分类的方法没有被调用，就会被剥离。
下面看一下具体的场景。
我们有一个静态库 如下：

image.png
和 一个APP工程 如下：
image.png

• 第一步我们将两个工程引入到同一个workspace中：
  创建workspace
  

  image.png
  (创建workspace的时候，主要保存到相应的文件。此时是在YSStaticLibrary工程中做到操作。)
  添加其他工程到workspace:
  image.png
  选择对应的project
  image.png
  最后通过wookspace从新打开工程即可。

• 为了方便编译，我可以这样做：

  
  image.png

• 我们在YSAPP中使用一下我们的静态库，然后运行:
  

  image.png
  会发现，马上就报错了：
  image.png
  这就是因为链接的过程中将ys_test_category剥离了（分类是在运行时创建的）。

• 这里给大家提示一下(不要把我们APP工程里面的分类 和 静态库里面的分类搞混了)：
  ① .o 和 .o 生成可执行文件 ，是先合并成一个大的.o 然后再去链接
  ② .o 和 .a 是先dead code strip 再去链接
  ③ -noall_load这些只针对静态库有效。（）

这个时候我们可以通过添加链接器参数也保留静态库的符号：

LGSTATIC_FRAMEWORK_PATH=${BUILD_DIR}/$(CONFIGURATION)$(EFFECTIVE_PLATFORM_NAME)/YSStaticLibrary.framework/YSStaticLibrary
OTHER_LDFLAGS=-Xlinker -force_load $LGSTATIC_FRAMEWORK_PATH

    // OTHER_LDFLAGS 通过clang 给ld传递参数
    // -Xlinker 告诉clange 参数是传给 ld的不是传给你的
    
    // -noall_load 不全部加载
    // -all_load 所有的都加载
    // -Objc 除了OC的代码，其他的正常剥离
    // -force_load 指定哪些静态库不要 dead code strip
    /// 以上四个参数只是针对我们的静态库

image.png

将上面的指令，添加到对应的xcconfig文件中就可以了。对于配置xcconfig文件不太明白的同学可以参考2、iOS强化 --- Xcode 多环境的配置。
再运行就可以了。

image.png