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静态库 ​

iOS常见的库文件格式:

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* `.a` : 静态库
* `.dylib` ： 动态库
* `.tdb` ： 动态库
* `.framework` ：可以是静态库，也可以是动态库，可以静动结合
* `.xcframework` ：2019年苹果新出的针对不同架构`x86/armv7/arm64`的库文件格式，framework的升级版，可以多架构一起，在打包时针对那个架构就链接那个架构的格式。

静态库文件是什么？其本质是所有.o文件的合集，通过ar 指令可以查看和修改静态库文件。比如使用ar -t libAFNetworking.a查看 AFNetworking 的静态库文件,结果如下:

AFAutoPurgingImageCache.o
AFHTTPSessionManager.o
AFImageDownloader.o
AFNetworkActivityIndicatorManager.o
...

根据查看结果我们可以确定，静态库的本质就是.o文件的合集

calng命令参数 ​

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* `-x`：指定编译文件语言类型,不指定语言也可以，clang 会自动识别语言
* `-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
* `-I<directory＞`: 在指定目录寻找头文件，对应Xcode中的`header search path`
* `-L <dir>`: 指定库文件路径（.a\.dy1ib库文件)，对应Xcode中的`library search paths`
* `-l<library_name>`: 指定链接的库文件名称（.a\.dylib库文件）,对应Xcode中的`other link flags -lAFNetworking`
* `-F<directory>`: 在指定目录寻找framework头文件
* `-framework <framework_name>`在指定链接的framework名称,生成相应的LLVM文件格式，来进行链接时间优化,当我们配合着`-S`使用时，生成汇编语言文件。否则生成`bitcode`格式的目标文件
* `-flto=<value>`设置LTO的模式,它值有`full` or `thin`,默认是`full`
    * `-f1to=full`，默认值，单片 (monolithic) LTO通过将所有输入合并到单个模块中来实现此目的
    * `-flto=thin`，使用`ThinLTo`代替
* `-emit-llvm`  对汇编程序和目标文件使用 LLVM 表示
* `-install-name` 指定动态库初次安装时的默认路径，向`LC_ID_DYLIB`添加安装路径，该路径作为dyld定位该库。
* `-Xlinker <arg>`  将参数传递链接器

链接静态库的例子 ​

例子很简单，.m文件中用到了静态库AFNetworking,我们使用clang编译器将下面的代码编译成可执行文件。

objc
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <AFNetworking.h>

int main(){
    AFHTTPSessionManager *manager = [AFHTTPSessionManager manager];
    NSLog(@"testApp----%@", manager);
    return 0;
}
  1. 通过clang编译器先将文件编译成 .o 文件
markdown
    clang -x objective-c \
    -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -c test.m -o test.o

提示我们找不到#import <AFNetworking.h>头文件。我们需要将静态库的位置告诉编译器,-I参数后紧跟静态库文件位置

shell
    clang -x objective-c \
    -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -I ./AFNetworking \
    -c test.m -o test.o

每条指令对应的含义如下:

markdown
将test.m编译成test.o:
    * 1. 使用OC
    * 2. 生成的是X86_64_macOS架构的代码。
        * Big Sur是：`x86_64-apple-macos11.1`
        * 之前是：`x86_64-apple-macos10.15`
        * arm64是`arm64-apple-macos11`
    * 3. 使用ARC
    * 4. 使用的SDK的路径在：
        * Big Sur是：`/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.1.sdk`
        * 之前是：`/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX10.15.sdk`
    * 5. 用到的其他库的头文件地址在./Frameworks
    * 6. 将`.c`文件编译成`.o`文件
  1. 生成可执行文件
    • -L./StaticLibrary 在当前目录的子目录 StaticLibrary 查找需要的库文件
    • -lAFNetworking 链接的名称为libAFNetworking的动态库或者静态库。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.
        clang -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -L./AFNetworking \
    -lAFNetworking \
    test.o -o test

如何证明静态库就是.o文件的合集 ​

将下面两个 .m 文件编译成 .o 文件, TestExample.m 文件制作成静态库, test.m 文件制作成可执行文件。在 test.m 文件中对 TestExample 文件进行引用。TestExample.m 文件在同目录下的子目录 StaticLibrary 文件夹下。

  • TestExample.m文件代码
objc
    #import "TestExample.h"
    @implementation TestExample
    - (void)lg_test:(_Nullable id)e {
        NSLog(@"TestExample----");
    }
    @end
  • test.m文件代码
objc
    #import <Foundation/Foundation.h>
    #import "TestExample.h"
    int main(){
        NSLog(@"testApp----");
        TestExample *manager = [TestExample new];
        [manager lg_test: nil];
        return 0;
    }
  1. 将 TestExample.m 文件 编译成.o文件
sehll
    clang -x objective-c \
    -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -c TestExample.m -o TestExample.o
  1. 编译完成后将TestExample.o后缀修改为TestExample.dylib,然后删除后缀，将名称改为libTestExample,这里名字前加lib是因为-l参数会找lib开头的库文件
  2. 将 test.m 文件 编译成.o文件
sehll
    clang -x objective-c \
    -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -I./StaticLibrary \
    -c test.m -o test.o
  1. 将 test.o 文件编译成 可执行文件，使用lipo -archs xxx可以查看支持的框架
sehll
    clang -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -L./StaticLibrary \
    -lTestExample \
    test.o -o test
  1. 使用lldb进行验证
    1. 终端切换到当前目录下,输入lldb
    2. 输入file test 加载可执行文件
    3. 输入r运行加载的可执行文件，结果如下：
     mMacBook-Pro-2 Desktop % lldb            
 (lldb) file test
 Current executable set to '/Users/x/Desktop/test' (arm64).
 (lldb) r
 Process 54869 launched: '/Users/x/Desktop/test' (arm64)
 2022-11-15 14:36:02.987892+0800 test[54869:1324122] testApp----
 2022-11-15 14:36:02.988452+0800 test[54869:1324122] TestExample----
 Process 54869 exited with status = 0 (0x00000000)

静态库合并 libtool ​

多个静态库合并需要使用libtool -static -o <OUTPUT NAME> <LIBRARY_1> <LIBRARY_2>指令，比如合并

shell
libtool -static -o libnew.a libAFNetworking.a libSDWebImage.a

Framework ​

Framework 可以是动态库，也可以是静态库。当它是静态库时包含 Headers(头文件)、静态库文件、签名、资源文件。

现在我们来手动制作一个Framework，首先需要创建TestExample.framework文件夹，文件夹内包含 Headers文件, 文件夹内包含 .h 头文件。

  1. 将 TestExample.m 文件 编译成.o文件
sehll
    clang -x objective-c \
    -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -c TestExample.m -o TestExample.o
  1. 使用ar指令将 TestExample.o 制作成静态库格式，将制作好的静态库放到TestExample.framework文件夹
sehll
    ar -rc TestExample 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
    -r: 向 TestExample 添加或者替换文件
    -c: 不输出任何信息
    -t: 列出包含的目标文件

3. 将 test.m 文件 编译成.o文件

sehll
    clang -x objective-c  \
    -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -I./TestExample.framework/Headers \
    -c test.m -o test.o
  1. 将 test.o 文件编译成 可执行文件
    clang -target x86_64-apple-macos11.1 \
    -fobjc-arc \
    -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX12.sdk \
    -F./ \
    -framework TestExample \
    test.o -o test

使用objdump --macho -d test可查看Mach-O可执行文件的代码段，如下图：

静态库内使用分类 ​

我们在使用 Cocoapods 加载第三方库时，会在 Xcode -> Build Settings -> Other Link Flags 中添加 -ObjC。这是为啥勒？

我们知道分类是在运行时动态创建的，而-dead strip会在链接的过程中剥离没有使用的分类方法，导致方法找不到的崩溃，解决方式就是在链接过程中使用

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`-all_load`  所有的都加载
` -ObjC`  只保留OBJC的代码
`-force_load `:那些静态库 -》dead strip
  1. 用一个例子进行展示，首先创建一个Framework静态库，包含 LGOneObject 类和分类，在类中调用分类的方法。
  • LGOneObject 类
objc
    // .h
    @interface LGOneObject : NSObject
    - (void)lg_test;
    @end

    // .m
    #import "LGOneObject.h"
    #import <LGOneObject+Category.h>
    @implementation LGOneObject
    - (void)lg_test {
        [self lg_test_category]; // 调用分类的方法
    }
    @end
  • LGOneObject 分类
objc
    // .h
    @interface LGOneObject (Category)
    - (void)lg_test_category;
    @end

    // .m
    @implementation LGOneObject (Category)
    - (void)lg_test_category {
        NSLog(@"lg_test_category");
    }
    @end

在 Xcode -> Build Settings -> Mach-O Type 设置成静态库 Static Library,在 Xcode -> Build Phases -> Headers中公开 LGOneObject.h 文件 2. 创建一个新的iOS项目 3. 打开静态库项目,点击Xcode导航栏 -> File -> Save As Workspace,创建的 Workspace 需要跟静态库在同一目录下, 删除Xcode中选中的文件，点击左下角 + 号按钮,选择刚才创建的Workspace名称,添加时选择创建的iOS项目。如下图

![](../imgs/sdk/ios_sdk_17.png ':size=600')

添加后需要关闭Xcode，打开Workspace文件，静态库和iOS项目都显示在Xcode中。 4. 编译静态库，将静态库导入到iOS项目，在项目中使用lg_test方法

objc
    #import "ViewController.h"
    #import <LGObject/LGOneObject.h>
    @implementation ViewController
    - (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];
        [[LGOneObject new] lg_test];
    }
    @end

编译没有问题，但是在运行的时候，会造成崩溃提示找不到lg_test方法。这是因为 -dead strip是在链接的时候对无用代码进行剥离,而分类是动态加载的,解决方法就是在链接过程中告诉链接器有些代码不需要剥离。

  1. 创建Configuration Settings File 文件,通过OTHER_LDFLAGS告诉链接器不要剥离,这三种方法都可以:
    // -Xlinker -all_load：不dead strip，加载全部代码
    // -Xlinker -ObjC：加载全部OC相关代码，包括分类
    // -force_load： 要加载那个静态库的全部代码

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

-Xlinker表示传递参数给链接器，clang是编译器, -Xlinker意思是后面的参数时传递给链接器ld的。链接器默认是no_all_load

或者直接在Xcode -> Build Settings -> Other Link Flags 中添加 -ObjC同样也可以。

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