我是如何让微博绿洲的启动速度提升 30 %的（二）

作者 | 收纳箱，绿洲iOS研发工程师，绿洲ID：收纳箱KeepFit

0.序言

之前的文章 《我是如何让微博绿洲的启动速度提升30%的》 收到了很多朋友的反馈。

其中，动态库转静态库的收益相比于二进制重排收益更大，但在实际操作中大家也遇到了一些问题。

本着装完B就跑，自己装的B，跪着也要装完的原则，在这里我详细来讲一讲这些问题。

1. 修改Mach-O Type到底改变了什么？

我们先来看看动态库。这里我做了2个库Pod1和Pod2：

Podfile文件中配置了use_frameworks!，然后进行pod install，这样生成的就是动态库。

要怎么确定这个是动态库呢？

• 首先，这个库的Mach-O Type是动态库。

• 执行⌘+B构建之后，我们还是来到Products文件中的app：

在生成的Demo.app文件包上面点右键，选择显示包内容：

打开Framewoks文件夹，我们可以看到里面有我们创建的两个动态Pod1.framework和Pod2.framework。文件夹里面有代码签名、资源、Info.plist、Pod1(Mach-O)、bundle。

也就是说，如果我们使用的是动态库，在Framewoks文件夹就会看到它的身影，同时主工程的Mach-O文件中是没有相关的代码的。

下面我们修改Build Settings中的Mach-O Type，将其设置为静态库Static Library。

同时按照上一篇文章说的，删除Pods-Demo-frameworks.sh中install_framework相关的部分：

先执行Clean Build Folder(或⇧+⌘+K)，然后再⌘+B进行构建。完成之后，我们还是来打开Demo.app文件包：

这次我们发现，Framewoks文件夹是空的！我们再看看主工程的Mach-O文件：

我们看到我们在两个库中创建的类Pod1Object和Pod2Object来到了主工程的Mach-O文件中！

现在应该明白了：

• 动态库会和主工程的Mach-O分开存放。

• 静态库会和主工程的Mach-O合并在一起。

2. 静态库可能带来的问题

之前我们看到静态库会和主工程的Mach-O合并在一起，这会引起什么问题呢？

• 符号冲突

• Bundle的获取

2.1 符号冲突

回顾下 -ObjC 、 -all_load 、-force_load这三个flag的区别：

• -ObjC 链接器会加载静态库中所有的Objective-C类和Category；(导致可执行文件变大)

• -all_load 链接器会加载静态库中所有的Objective-C类和Category（这里和上面一样）；当静态库只有Category时 -ObjC会失效，需要使用这个flag；

• -force_load 加载特定静态库的全部类，与 -all_load类似但是只限定于特定静态库，所以 -force_load需要指定静态库；当两个静态库存在同样的符号时，使用 -all_load会出现 duplicate symbol的错误，此时可以根据情况选择将其中一个库 -force_load。

我们在Pod1库中复制一份Pod2Object.{h,m}，同时在Build Settings中的Other Linker Flags中添加 -all_load。

先执行Clean Build Folder(或⇧+⌘+K)，然后再⌘+B进行构建，这时就会出现duplicate symbols报错：

解决办法：

任意一个或者都不使用静态库。虽然这么说，其实这也是不安全的。如果能改名字就改一下吧。

2.2 Bundle的获取

我们在Pod1Object和Pod2Object中添加以下方法：

- (nullable NSBundle *)getBundle {
    return [NSBundle bundleForClass:[self class]];
}

再在主工程的ViewController中添加：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    NSBundle *main = [NSBundle mainBundle];
    NSBundle *pod1 = [[Pod1Object new] getBundle];
    NSBundle *pod2 = [[Pod2Object new] getBundle];
    NSLog(@"%@", main);
    NSLog(@"%@", pod1);
    NSLog(@"%@", pod2);
}

我们先看一下动态库的情况：

我们看到Main Bundle是我们的App，而我们的Pod1 Bundle和Pod2 Bundle分别是其对应的framework，类似于它们有自己的沙盒。

我们再来看看静态库：

可以看到3个Bundle都变成了我们的Main Bundle！

这是因为静态库被合并到了主工程Mach-O文件中：

[NSBundle bundleForClass:[self class]];

[self class] 现在在主工程的Mach-O中，那么上面找到的自然是主工程的Bundle，即Main Bundle。

这个问题解决起来比符号冲突简单一些，但解决这个问题前，我要先讲一下CocoaPods。

2.3 CocoaPods

我们在执行了pod install之后，CocoaPods会在主工程的Build Phase添加一个 [CP] Embed Pods Frameworks脚本：

这个脚本会在Build之后执行。我们之前静态化后，把三方库install_framework相关的代码注释(或者删除)了，来解决Archive之后在Organizer中尝试Validate App时会报错的问题：

其实，这个操作过于简单粗暴，会导致资源文件的丢失。

之前三方库中资源文件较少，没有发现这个问题，感谢大家的提醒。

我们看仔细看一下install_framework到底是干嘛的。

# Copies and strips a vendored framework
install_framework()
{
  # 设置source变量，三方库构建之后的路径
  if [ -r "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/$1" ]; then
    local source="${BUILT_PRODUCTS_DIR}/$1"
  elif [ -r "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/$(basename "$1")" ]; then
    local source="${BUILT_PRODUCTS_DIR}/$(basename "$1")"
  elif [ -r "$1" ]; then
    local source="$1"
  fi
  
  # 设置destination变量，三方库需要移动到的路径
  local destination="${TARGET_BUILD_DIR}/${FRAMEWORKS_FOLDER_PATH}"
  
  # 判断source是否为链接文件，需要指向原来的文件
  if [ -L "${source}" ]; then
    echo "Symlinked..."
    source="$(readlink "${source}")"
  fi
  
  # rsync --delete无差异同步，可以简单理解为网盘同步，或者复制
  # 想详细了解rsync，可以在命令行中输入man rsync
  # 这里相当于把source的文件(文件夹)同步到destination
  # 即把*.framework复制到Frameworks文件夹下
  # Use filter instead of exclude so missing patterns don't throw errors.
  echo "rsync --delete -av "${RSYNC_PROTECT_TMP_FILES[@]}" --filter \"- CVS/\" --filter \"- .svn/\" --filter \"- .git/\" --filter \"- .hg/\" --filter \"- Headers\" --filter \"- PrivateHeaders\" --filter \"- Modules\" \"${source}\" \"${destination}\""
  rsync --delete -av "${RSYNC_PROTECT_TMP_FILES[@]}" --filter "- CVS/" --filter "- .svn/" --filter "- .git/" --filter "- .hg/" --filter "- Headers" --filter "- PrivateHeaders" --filter "- Modules" "${source}" "${destination}"
  
  # 下面是找到二进制文件，即framework的Mach-O
  local basename
  basename="$(basename -s .framework "$1")"
  binary="${destination}/${basename}.framework/${basename}"

  if ! [ -r "$binary" ]; then
    binary="${destination}/${basename}"
  elif [ -L "${binary}" ]; then
    echo "Destination binary is symlinked..."
    dirname="$(dirname "${binary}")"
    binary="${dirname}/$(readlink "${binary}")"
  fi
  
  # 去掉无效的架构
  # Strip invalid architectures so "fat" simulator / device frameworks work on device
  if [[ "$(file "$binary")" == *"dynamically linked shared library"* ]]; then
    strip_invalid_archs "$binary"
  fi
  
  # 进行代码签名
  # Resign the code if required by the build settings to avoid unstable apps
  code_sign_if_enabled "${destination}/$(basename "$1")"
  
  # Swift的运行时库，Xcode 7之后就用不到了，可以不管
  # Embed linked Swift runtime libraries. No longer necessary as of Xcode 7.
  if [ "${XCODE_VERSION_MAJOR}" -lt 7 ]; then
    local swift_runtime_libs
    swift_runtime_libs=$(xcrun otool -LX "$binary" | grep --color=never @rpath/libswift | sed -E s/@rpath\\/\(.+dylib\).*/\\1/g | uniq -u)
    for lib in $swift_runtime_libs; do
      echo "rsync -auv \"${SWIFT_STDLIB_PATH}/${lib}\" \"${destination}\""
      rsync -auv "${SWIFT_STDLIB_PATH}/${lib}" "${destination}"
      code_sign_if_enabled "${destination}/${lib}"
    done
  fi
}

把这部分注释了，相当于说不会把构建好的 *.framework 包复制到App的Frameworks文件夹下，自然  *.framework 中的资源文件也就丢失了。

现在问题已经明了了：

• 静态化会导致Bundle变为Main Bundle。

• 资源没有从 *.framework中转移到App中。

解决办法：

既然现在拿到的Bundle是Main Bundle，我们构建之后利用脚本把资源拷贝到App文件夹下不就好了。

install_framework_bundle()
{
    # 设置source变量，三方库构建之后的路径
    if [ -r "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/$1" ]; then
      local source="${BUILT_PRODUCTS_DIR}/$1"
    elif [ -r "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/$(basename "$1")" ]; then
      local source="${BUILT_PRODUCTS_DIR}/$(basename "$1")"
    elif [ -r "$1" ]; then
      local source="$1"
    fi

    # 设置destination变量，三方库需要移动到的路径
    local destination="${TARGET_BUILD_DIR}/${UNLOCALIZED_RESOURCES_FOLDER_PATH}"

    # 遍历framework下的文件，找到bundle和图片，有其他资源自己改一下
    for filename in `ls ${source} | grep ".*\.bundle\|.*\.jpg\|.*\.jpeg\|.*\.png"`
    do
      full_path=${source}/${filename}
      # 把资源同步到Main Bundle中
      rsync -abrv --suffix .conflict "${full_path}" "${destination}"
    done
}

现在我们的操作就是把被静态化的三方库从install_framework方法改为install_framework_bundle：

if [[ "$CONFIGURATION" == "Debug" ]]; then
  install_framework_bundle "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/Pod1/Pod1.framework"
  install_framework_bundle "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/Pod2/Pod2.framework"
fi
if [[ "$CONFIGURATION" == "Release" ]]; then
  install_framework_bundle "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/Pod1/Pod1.framework"
  install_framework_bundle "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/Pod2/Pod2.framework"
fi

我们来对比一下：

现在资源都能正确访问了。

// Pod1Object
@implementation Pod1Object
- (nullable NSBundle *)getBundle
{
    return [NSBundle bundleForClass:[self class]];
}
- (nullable NSBundle *)getResourceBundle {
    NSBundle *bundle = [self getBundle];
    return [NSBundle bundleWithPath:[bundle pathForResource:@"image1" ofType:@"bundle"]];
}
@end

// Pod2Object
@implementation Pod2Object
- (nullable NSBundle *)getBundle
{
    return [NSBundle bundleForClass:[self class]];
}
- (nullable NSBundle *)getResourceBundle {
    NSBundle *bundle = [self getBundle];
    return [NSBundle bundleWithPath:[bundle pathForResource:@"image" ofType:@"bundle"]];
}
@end

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSBundle *pod1 = [[Pod1Object new] getResourceBundle];
    NSBundle *pod2 = [[Pod2Object new] getResourceBundle];

    UIImage *image1 = [[UIImage alloc] initWithContentsOfFile:[pod1 pathForResource:@"icon121" ofType:@"png"]];
    UIImageView *imageView1 = [[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 100, 100, 100)];
    imageView1.contentMode = UIViewContentModeCenter;
    [self.view addSubview:imageView1];
    imageView1.image = image1;
  
    UIImage *image2 = [[UIImage alloc] initWithContentsOfFile:[pod2 pathForResource:@"icon120" ofType:@"png"]];
    UIImageView *imageView2 = [[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 200, 100, 100)];
    imageView2.contentMode = UIViewContentModeCenter;
    [self.view addSubview:imageView2];
    imageView2.image = image2;
}

@end

注意：

install_framework_bundle中，我没有处理重名问题。

-b --suffix .conflict会把重名文件添加后缀 .conflict，这个后缀是可配的。

处理完你可以用find扫一遍App文件夹，看一下有没有重名的资源被 .conflict标记出来。

check_conflict()
{
    local destination="${TARGET_BUILD_DIR}/${UNLOCALIZED_RESOURCES_FOLDER_PATH}"
    conflict_list=`find ${destination} -regex '.*\.conflict'`
    conflict_list=(${conflict_list/ /})
    count=${#conflict_list[*]}
    if [ $count -gt 0 ]; then
        echo "Found conflicts:"
        for var in ${conflict_list[@]}
        do
           echo $var
        done
        exit 1
    fi
}

3. 动态库和静态库的选择

虽然这是一个老生常谈的问题了，这里既然在讨论静态库和动态库就简单说一下。

iOS平台上规定不允许存在动态库，同时在iOS8之前因为App都是运行在沙盒当中，不同的程序之间不能共享代码：

• iOS是单进程的，就算使用了动态库，也没有可以共享代码的对象。

• 动态下载代码是被苹果明令禁止的，也没法发挥出动态库的优势。(如果你不需要上架App Store倒是可以使用)

综上，所以上动态库也就没有存在的必要了。

iOS8之后，iOS有了App Extesion特性。由于iOS主App和Extension需要共享代码，于是苹果后来提出了Embedded Framework。这种动态库允许App和App Extension共享代码，但是这份动态库的作用范围被限定在一个App进程内，且需要拷贝到目标程序中。

简单点可以理解为被阉割的动态库：因为系统的动态库是不需要拷贝到目标程序中，且可以被多个进程使用；而我们的动态库(Embedded Framework)没有这么大的能力。

建议：

如果程序使用了App Extesion，且主工程和Extension使用了相同的三方库：

• 可以使用动态库来节约内存，减少包的大小。

• 如果涉及的库较多，又想提升启动速度，可以考虑合并多个动态库，减少动态库的数量。

还有什么问题欢迎大家提出来~

就差您点一下了 :point_down::point_down::point_down: