iOS 静态库制作、静态库的源码调试

静态库和动态库的存在形式和区别

静态库

• .a 和 .framework
• 会被完整地复制到每个调用它的程序中，被多个程序使用就有多份冗余拷贝

动态库

• .tbd（这是从 Xcode 7 开始的后缀名，Xcode 7 之前是 .dylib ） 和 .framework
• 在程序运行时由系统动态加载到内存中，系统只加载一份，多个程序共用，节省内存

.a 库和 .framework 库的区别

• .a 是一个纯二进制文件，而 .framework 中除了有二进制文件之外还有头文件和资源文件。
• .a 文件不能直接使用，至少要有 .h 文件配合，.framework 文件可以直接使用。
• .a + .h + sourceFile = .framework。
• framework 可以是动态库，也可以是静态库。

CPU 架构介绍

• CPU 执行计算任务时都需要遵从一定的规范，程序在被执行前都需要先翻译为 CPU 可以理解的语言。这种规范或语言就是指令集架构（ISA，Instruction Set Architecture）。
• 目前市面上的 CPU 分类主要分有两大阵营，一个是 Intel、AMD 为首的复杂指令集 CPU；另一个是以 IBM、ARM 为首的精简指令集 CPU。
• Intel、AMD 的 CPU 是 x86 架构的；而 IBM 公司的 CPU 是 PowerPC 架构；ARM、苹果 公司是 ARM 架构。x86、ARM v8、MIPS 都是指令集的代号。

arm 处理器

arm处理器，因为其低功耗和小尺寸而闻名，几乎所有的手机处理器都基于arm，其在嵌入式系统中的应用非常广泛，它的性能在同等功耗产品中也很出色。

iPhone 、iPad 指令集架构

苹果A7处理器（A系列的第一代64位处理器）支持两个不同的指令集：32位ARM指令集（armv6｜armv7｜armv7s）和64位ARM指令集（arm64），i386｜x86_64 是PC处理器的指令集，i386是针对intel通用微处理器32架构的。x86_64是针对x86架构的64位处理器。当使用iOS模拟器的时候会用到 i386｜x86_64，iOS模拟器没有arm指令集，因为模拟器运行在Mac电脑上，使用的是Mac的CPU指令集（在苹果的 M 系列电脑端的 arm 处理器出来后，模拟器使用的指令集也是 arm ？还未查询验证）。

• armv7 / armv7s / arm64 都是 ARM 处理器的指令集，一般用于移动设备
• i386 是针对 intel 通用微处理器 32 位处理器

• x86_64 是针对 x86 架构的 64 位处理器，兼容 32 位

• arm64 ：5S+
• armv7s：5 ~ 5C

• armv7 ：3GS ~ 4S （静态库只要支持了armv7，就可以跑在armv7s的架构上）

• 模拟器 32 位处理器测试需要 i386 架构，即 5S 之前的设备，不包含 5S
• 模拟器 64 位处理器测试需要 x86_64 架构，即 5S 之后的设备，包含 5S（电脑非苹果芯片）
• 真机 32 位处理器需要 armv7，或者 armv7s 架构
• 真机 64 位处理器需要 arm64 架构

Xcode 中设置

设置架构

主要有以下三个：Architectures、Build Active Architecture Only、Excluded Architectures

Architectures

• 控制编译器生成的二进制文件所支持的 CPU 架构。通常用默认的Standard Architectures(arm64)通用架构即可。

Build Active Architecture Only

• 控制编译器是否只编译当前活动的 CPU 架构。如果开启该选项，编译器只会编译当前选中的 CPU 架构，可以加快编译速度，但是生成的二进制文件只能在当前架构的设备上运行。如果关闭该选项，则编译器会同时编译所有支持的 CPU 架构，生成通用的二进制文件。
• 建议把 Release 模式都设置为 NO。

Excluded Architectures

• 用于排除某些不需要支持的 CPU 架构。如果某些架构不需要被支持，可以在这个选项中将其排除，编译器会忽略这些架构，不会为其生成二进制文件。
• 一般不用设置。

设置 Other linker flags 参数

当静态库使用了 Category 时，需要把 Other linker flags 参数设置为 －ObjC，否则会报错

有以下三个参数可选：

• －ObjC：加了这个参数后，链接器就会把静态库中所有的Objective-C类和分类都加载到最后的可执行文件中

• －all_load：会让链接器把所有找到的目标文件都加载到可执行文件中，但是千万不要随便使用这个参数！假如你使用了不止一个静态库文件，然后又使用了这个参数，那么你很有可能会遇到ld: duplicate symbol错误，因为不同的库文件里面可能会有相同的目标文件，所以建议在遇到-ObjC失效的情况下使用-force_load参数。

• -force_load：所做的事情跟-all_load其实是一样的，但是-force_load需要指定要进行全部加载的库文件的路径，这样的话，你就只是完全加载了一个库文件，不影响其余库文件的按需加载

以下用 Xcode 14.3.1 演示打包静态库

创建 .a 静态库

command + shift + N -> iOS -> Framework & Library -> Static Library

写完代码后

1. 公开头文件
   • 点击 TARGETS 下的项目 -> Build Phases -> Copy Files，添加需要公开的头文件
2. 设置 Xcode
   • 设置 Build Active Architecture Only 下的 Debug 和 Release 都为 NO
   • 如果涉及 C++ 混编，需要修改 Build Settings -> Compile Sources As 为 Objective-C++，否则在导入静态库的项目中混编 C++ 代码时，编译器报错
   • 如果想去掉打出来的 .a 库文件名前面自动添加的lib，可以设置取消，-> Build Settings -> Executable Prefix -> 删掉 lib
   • Build Settings -> Generate Debug Symbols，如果此项设置为 Yes，那么打出来的静态库会暴露源码，在调用库方法的地方打断点，单步调试进入就能看到方法源码。有时为了调试方便，可以设置为 Yes，一般两个都设为 NO，或者只把 Release 设为 NO，设为 NO 打出来的库体积也更小。
3. 选择制作 Release 或 Debug 版本的库
   • 选择 项目 -> Edit Scheme -> Run -> Info -> Build Configuration，选择 Debug 或者 Release
4. 打包库
   • 选择某个模拟器，编译运行，打出来的是支持模拟器指令集的 .a 静态库
   • 选择 Any iOS Device (arm64)，打出来的是支持arm64架构真机使用的 .a 静态库
5. 查看打包好的 .a 静态库
   • 选择 Product -> Show Build Folder in Finder -> Products -> Debug-iphoneos/Release-iphoneos，在目录下即可看到 xxxx.a 文件和相应的 .h 头文件
6. 使用
   • 如果打包的 .a 库内部有依赖某个 .framework 库，那么打出来的 .a 库不包含所依赖的 .framework 库；如果 .a 库内部依赖了其他的 .a 库，那么其他的 .a 库会一同被打包进新的 .a 库中。使用时需要把头文件、 .a 库、所依赖的 .framework 库一起导入新工程使用；如果没有依赖库，直接把头文件和 .a 文件拖入新工程即可使用

创建 .framework 静态库

command + shift + N -> iOS -> Framework & Library -> Framework

写完代码后

1. 公开头文件
   • 选择 TARGETS 下的静态库项目 - Build Phases - Headers，把需要公开的头文件从 Project 拖入 Public 中
2. 设置 Xcode
   • 设置 General 下支持的平台；支持的最低 iOS 版本
   • 设置 Build Active Architecture Only 下的 Debug 和 Release 都为 NO
   • 设置 Mach-O Type 选择 Static Library，否则打出来的 .framework 是动态库
   • 如果涉及 C++ 混编，需要修改 Build Settings -> Compile Sources As 为 Objective-C++，否则在导入静态库的项目中混编 C++ 代码时，编译器报错
   • Build Settings -> Generate Debug Symbols，如果此项设置为 Yes，那么打出来的静态库会暴露源码，在调用库方法的地方打断点，单步调试进入就能看到方法源码。有时为了调试方便，可以设置为 Yes，一般两个都设为 NO，或者只把 Release 设为 NO，设为 NO 打出来的库体积也更小。
3. 选择制作 Release 或 Debug 版本的库
   • 点击 项目 -> Edit Scheme -> Run -> Info -> Build Configuration，选择 Debug 或者 Release
4. 打包库
   • 选择某个模拟器，编译运行，打出来的是支持模拟器指令集的 .framework 静态库
   • 选择 Any iOS Device (arm64)，打出来的是支持arm64真机使用的 .framework 静态库
5. 查看打包好的 .framework 静态库
   • 选择 Product -> Show Build Folder in Finder -> Products -> Debug-iphoneos/Release-iphoneos，在目录下即可看到 xxxx.framework 静态库文件
6. 使用
   • 如果打包的 xxxx.framework 库内部有依赖其他某个 .framework 库，那么打出来的库不包含所依赖的其他 .framework 库，使用时需要把 xxxx.framework 库和所依赖的 .framework 库一同导入新工程使用；如果 xxxx.framework 依赖某个 .a 库，那么打包出的 xxxx.framework 库就已经包含 .a 库，使用时直接导入 xxxx.framework 到新工程即可。

把 .framework 静态库变成 .a 库

xxx.framework 只是个文件夹，进入 xxx.framework，找到同名的 xxx 无后缀的文件，直接改名成 other.a，选择添加该扩展名到文件末尾，再把 Headers 文件夹中的文件拷贝出来，头文件和 .a 库文件一起使用即可。

查看静态库所支持的指令集

• lipo -info xxxx.a
• lipo -info xxxx.framework/xxxx

合并真机和模拟器版本的静态库

合并.a

• lipo -create Debug-iphoneos/xxxx.a Debug-iphonesimulator/xxxx.a -output xxxx.a

合并.framework

• lipo -create ../xxxx.framework/xxxx ../xxxx.framework/xxxx -output ../xxxx
• 合并后用生成的 xxxx 文件替换模拟器或者真机的 xxxx.framework 内的同名文件，这样库就能在真机和模拟器上跑

framework合并脚本：

1. 在 TARGETS -> Build Phases 中点 + 加号，选择 New Run Script Phase，会添加一项 Run Script

2. 将下面的脚本代码粘贴至提示 Type a script or drag...输入框内

    if [ "${ACTION}" = "build" ]
    then
    INSTALL_DIR=${SRCROOT}/Products/${PROJECT_NAME}.framework
    DEVICE_DIR=${BUILD_ROOT}/${CONFIGURATION}-iphoneos/${PROJECT_NAME}.framework
    SIMULATOR_DIR=${BUILD_ROOT}/${CONFIGURATION}-iphonesimulator/${PROJECT_NAME}.framework
    if [ -d "${INSTALL_DIR}" ]
    then
    rm -rf "${INSTALL_DIR}"
    fi
    mkdir -p "${INSTALL_DIR}"
    cp -R "${DEVICE_DIR}/" "${INSTALL_DIR}/"
    #ditto "${DEVICE_DIR}/Headers" "${INSTALL_DIR}/Headers"
    lipo -create "${DEVICE_DIR}/${PROJECT_NAME}" "${SIMULATOR_DIR}/${PROJECT_NAME}" -output "${INSTALL_DIR}/${PROJECT_NAME}"
    open "${DEVICE_DIR}"
    open "${SRCROOT}/Products"
    fi
   

3. 测试脚本，在 Debug 或 Release 环境下分别选择真机和模拟器运行，运行成功后会自动打开工程根目录下的 Products 目录，查看 framework 所支持的指令集

合并好坏：

• 好：开发过程中更方便，真机和模拟器上都能运行调试
• 坏：合并后静态库大小会变大，因此很多第三方的静态库是区分调试和发布版本的

静态库结合库源码调试

静态库制作完成后，如果使用的人调用报错，为了方便调试，有两种方法：

方法一：

打包静态库时，设置 Build Settings -> Generate Debug Symbols，选择 Debug 或者 Release 为 Yes，这样打出来的静态库，调用库方法崩溃时，会定位到崩溃方法的源码处。

方法二：

把调用静态库的工程和库源码工程相关联

1. 先运行静态库源码工程，生成静态库 xxx.a 或 xxx.framework 文件

2. 关闭静态库源码工程，将库项目文件拖入到使用静态库的工程中

3. 再把 原先的库移除，添加静态库工程里的库

4. 在有被调用的库源码方法里打个断点，运行项目，如果能卡在断点处，就表明关联正常，就可以修改代静态库源码进行调试了。

小结？

打包静态库时:

• .a 静态库可以被打包进引用它的静态库中，不管引用它的库是 .a 还是 .framework 库都可以；
• .framework 静态库无法被打包进引用它的 .a 静态库中，但是可以被打包进引用它的另一个 XXX.framework 库中，前提是要在 XXX 的 General - Frameworks and Libraries 里把引用的库的 Embed 设置成 Embed & Sign，如果设置成 Do Not Embed，就不会嵌入所引用的库，使用时需要把引用的库一起拷贝到新工程中

本文由以下几篇文章抄抄改改而来

• SDK系列-iOS FrameWork制作概述
• SDK系列-FrameWork的制作(1)
• SDK系列-FrameWork制作(2)
• 处理器架构介绍