iOS的靜態庫和動態庫

靜態庫簡介

什麼是庫?

• 庫從本質上來說是一種可執行程式碼的二進位制格式，可以被載入記憶體中執行
• 庫就是程式程式碼的集合, 是共享程式程式碼的一種方式
• 庫從廣義上可分為開源庫和閉源庫, 而閉源庫才分為靜態庫和動態庫
  • 開源庫: 對外公開原始碼, 能看到具體的程式碼實現, 例如 Github 上面的第三方開源庫都稱之為開源庫
  • 閉源庫: 不公開原始碼, 檔案是經過編譯後的二進位制檔案, 看不到具體實現, 例如 .a 檔案和 .framework 檔案

靜態庫與動態庫

• 靜態庫：連結時完整地拷貝至可執行檔案中，被多次使用就有多份冗餘拷貝
  • 靜態庫有兩種存在形式: .a 和 .framework
• 動態庫：動態庫則不會複製, 只有一份. 程式執行時動態載入到記憶體; 系統只加載一次, 多個程式共用, 節省記憶體
  • 動態庫有兩種存在形式: .dylib 和 .framework
  • 需要注意的是: 系統的 .framework 是動態庫，我們自己建立的 .framework 是靜態庫
• 但是專案中如果使用到自己的動態庫, 蘋果是不允許上架!
• 再但是 WWDC2014 上公佈的蘋果對 ios8 開放動態載入 dylib 的介面 也就是說 開放了動態庫掛載, 但是目前幾乎沒有上架的專案使用

.a 與 .framework 的區別

• .a 是一個純二進位制檔案不能直接使用, 必須要有 .h 檔案才能使用, .h 檔案對外提供介面, .a 檔案是程式碼的具體實現, 即 .m
• .framework 中除了有二進位制檔案之外還有資原始檔, 可以直接使用
• 所以開發中建議使用 .framework

為什麼要使用靜態庫？

• 保護自己的核心程式碼, 國內的企業，掌握有核心技術，同時是又希望更多的程式設計師來使用其技術，因此採用”閉源”的方式開發使用
• 實現iOS專案的元件化, 可以把固定的業務模組編譯成靜態庫
• 開發第三方SDK, 例如: 友盟SDK, 百度地圖SDK….
• 提高專案的編譯速度, 比如專案的元件化, 雖然使用了元件化, 但依然是原始碼, 如果工程龐大, 編譯速度依然非常慢, 但是如果把響應的功能和業務元件編譯成靜態庫, 將會大大提高專案的編譯速度

.a 靜態庫的生成和使用

• 生成 .a 靜態庫, 這裡我們選擇第二個建立
• 靜態庫分真機和模擬機兩種環境
  • 在真機環境下編譯出來的是隻適用於真機的靜態庫
  • 在模擬機環境下編譯出來的是隻使用模擬機的靜態庫
  • 同事使用真機和模擬機的靜態庫, 後面會提到, 暫不贅述
• 在不同的環境下靜態庫支援的架構也是不同的, 模擬器下的靜態庫和真機下的靜態庫不能共用, 不同型號編譯的靜態庫也是不能共用的
• 不同裝置使用的CPU不同，從而使用的CPU架構（指令集）也不同，靜態庫有其支援的CPU架構，若靜態庫在不支援的CPU架構上執行程式就會崩潰

靜態庫的架構

// 1. 模擬器使用的CPU架構： 
iphone4s - iphone5 : i386 
iPhone5s - iPhoneX ：x86_64

// 2. 真機使用的CPU架構： 
iPhone3gs - iPhone4s：armv7 
iPhone5 - iPhone5c：armv7s 
iPhone5s - iPhoneX：armv64

lipo -info 靜態庫名稱

// 執行lipo -info的輸出結果
$ lipo -info libStateLib.a 
input file libStateLib.a is not a fat file
Non-fat file: libStateLib.a is architecture: x86_64

編譯多架構靜態庫

• 在除錯不同機型的過程中, 需要選中每一個模擬器進行編譯, 生成支援對應架構的靜態庫然後合併, 非常蛋疼
• 怎樣一次編譯支援多個架構的的靜態庫?

• 該選項預設是 YES , 也就是隻編譯當前活躍環境的架構, 設定成 No 即可
• 模擬器環境編譯出來的就支援所有的模擬機型號, 真機亦是如此

靜態庫的版本

• 和 iOS 證書一樣分除錯版本( Debug )和釋出版本 Release
• 真機- Debug 版本
• 真機- Release 版本
• 模擬器- Debug 版本
• 模擬器- Release 版本

除錯版本 Debug

• 真機- Debug 版本和模擬器- Debug 版本
• 除錯版本的特點
  • 除錯版本會包含完整的符號資訊，以方便除錯
  • 除錯版本不會對程式碼進行優化

釋出版本 Release

• 真機- Release 版本和模擬器- Release 版本
• 釋出版本的特點
  • 釋出版本不會包含完整的符號資訊，
  • 釋出版本的執行程式碼是進行過優化的，
  • 釋出版本的大小會比除錯版本的略小，
  • 在執行速度方面，釋出版本會更快些，但不意味著會有顯著的提升

生成不同版本的靜態庫

選擇專案 -> Edit Scheme -> Run -> Release/Debug 分別進行編譯, 即可得到不同版本的靜態庫

生成 .a 和 .h 檔案

• 正常情況下, 生成的 .h 檔案是在 ../include/$(PRODUCT_NAME) 目錄下的, $(PRODUCT_NAME) 指的是專案的名字
• 修改圖中2處的路徑地址, 即可修改 .h 檔案生成的路徑, 填空即為和 .a 檔案在同級目錄下

最後編寫好程式碼, command+B 編譯之後, 如圖所示操作即可找到生成的靜態庫

合併靜態庫

.a

// 以下所有方式得到的靜態庫都可以通過lipo -info xx.a方式檢測現有的架構, 注意要在xx.a所在的目錄下

// 1. 合併靜態庫
lipo -create 靜態庫1路徑 靜態庫2路徑 -output 合併後的靜態庫名稱

// 示例
lipo -create /Users/xxx/Debug-iphoneos/libStateLib.a /Users/xxx/Debug-iphonesimulator/libStateLib.a -output hahah.a


// 2. 移除某一個架構
lipo -remove 架構名稱 靜態庫絕對路徑 -output 新的靜態庫名字
lipo -remove arm64 /Users/xxx/Build/Products/hahah.a -output ha_arm64.a


// 2. 拆分出一個單獨架構的靜態庫
lipo -thin 架構名稱 靜態庫絕對路徑 -output 新的靜態庫名字
lipo -thin arm64 /Users/xxx/Build/Products/hahah.a -output only_arm64.a

.framework 靜態庫

生成 .framework 靜態庫

選擇 framework

建立新工程, 選擇第一個建立 Framework 工程

選擇編譯環境

選擇適配所有真機或者適配所有模擬器(編譯所有架構), Build Settings -> Build Active Architecture Only 選項設為 NO

手動設定靜態庫

剛建立的工程預設建立的是動態庫, 需要手動設定連結型別, Build Settings -> Mach-o Type 設定成 Static Library

靜態庫版本

設定靜態庫的版本, 選擇專案 -> Edit Scheme -> Run -> Release/Debug 分別進行編譯, 即可得到不同版本的靜態庫

新增公開標頭檔案

Target->Build Phases->Headers 中的 Project 中要暴露的標頭檔案拖拽到 Pulic 裡面：

編譯

分別選擇 Generic iOS Device 和任意一個模擬器各編譯一次。編譯完，工程中 Products 資料夾下的 xxx.framework 由紅色變成了黑色，然後 show in finder ，看看生成的檔案

注意事項

• 如果靜態庫中有 category 類，則在使用靜態庫的專案配置中 Other Linker Flags 需要新增引數 -ObjC 或者 -all_load
• 如果建立的 framework 類中使用了 .tbd ，則需要在實際專案中匯入 .tbd 動態庫。
• .framework 靜態庫的合併和拆分和 .a 靜態庫的方式一樣, 就不在贅述了

bundle 載入資源

• 由於 Xcode 預設在編譯時會把所有的素材檔案匯入到 mainBundle 中，可能會讓宿主工程與使用靜態庫的程式衝突。
• 在建立靜態庫的專案中又是難免會用到一些圖片或者 xib 等資源, 類似這些資源在靜態庫中又如何進行管理呢
• 這裡我們就要引入一個 bundle 檔案, 對資源進行管理, 用以存放 xib 檔案或者圖片等資源
• bundle 檔案是是靜態的，不進行編譯的資原始檔, 所以使用時需要找到相應的資源路徑

建立方式

• 把包含資原始檔的資料夾的字尾改為 .bundle , 這時他就變成一個 bundle 檔案
• 或者右鍵顯示包內容就可以把對應的圖片資源等放進檔案中，然後把他丟進工程中就可以使用了
• 呼叫該圖片時, 需要在圖片名前加上 xxx.bundle 字首