前言
說到動態庫，就不得不提靜態庫。靜態庫可以看做是一個具有特定功能的代碼塊，如果app中引用了靜態庫，則在編譯時會將靜態庫直接復制到app的可執行文件（也就是mach-o）中。
使用靜態庫會導致mach-o文件過大，而mach-o文件直接影響app的啟動時間和執行時占用的內存大小。
為了減少mach-o文件的大小，需要用到動態庫。當app中引用了動態庫時，動態庫并不會被復制到app的mach-o文件中，只有當動態庫真正被用到時，才會去加載（加載到內存中）和鏈接（動態庫可能引用了其他庫）動態庫，可能是在app啟動時或者是運行時。
目錄
- 動態庫和靜態庫的區別
- 創建動態庫
- 使用動態庫
3.1. 添加為依賴庫-啟動時加載
3.2. 運行時加載 - 注入動態庫
- yololib
1. 動態庫和靜態庫的區別
靜態庫的后綴名是以.a結尾，動態庫的后綴名可以是.dylib或.framework結尾，所有的系統庫都屬于動態庫，在iOS中一般使用framework作為動態庫。
下面是apple官方的兩張圖，表示app啟動后內存的使用情況，很形象的說明了靜態庫和動態庫的區別
使用靜態庫的app
使用動態庫的app
在使用static linker鏈接app時，靜態庫會被完整的加載到app的mach-o文件（上圖中的Application file）中，作為mach-o文件的一部分，而動態庫不會被添加到mach-o文件中，這可以有效減少mach-o文件的大小。
如果app將動態庫作為它的依賴庫，則在mach-o文件中會添加了一個動態庫的引用；如果app在運行時動態加載動態庫，則在mach-o文件中不會添加動態庫的引用。
在使用app時，靜態庫和動態庫都會被加載到內存中。當多個app使用同一個庫時，如果這個庫是動態庫，由于動態庫是可以被多個app的進程共用的，所以在內存中只會存在一份；如果是靜態庫，由于每個app的mach-o文件中都會存在一份，則會存在多份。相對靜態庫，使用動態庫可以減少app占用的內存大小。
另外，使用動態庫可以縮短app的啟動時間。原因是，使用動態庫時，app的mach-o文件都會比較小；app依賴的動態庫可能已經存在于內存中了（其他已啟動的app也依賴了這個動態庫），所以不需要重復加載。
2. 創建動態庫
上文提到過，動態庫一般有兩種，分別以.framework和.dylib后綴結尾，通常把它們叫做Framework和Shared Library。Framework本質上是由Shared Library加上頭文件header和其他資源文件打包得來的。
下面以創建LibPersonFramework為例
-
創建一個新工程，選擇
iOS -> Cocoa Touch Framework
實現framework，并指定對外的頭文件
定義頭文件LibPerson.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface LibPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name ;
- (void)watch;
- (void)eat;
@end
指定LibPersonFramework.h和LibPerson.h為對外的頭文件
指定framework的架構模式，這里選擇了Generic iOS Device機型，然后build一下，就會創建一個通用mach-o文件，包含了arm64和arm_v7兩種架構。如果選擇了模擬器，會創建一個x86_64架構的mach-o文件。
需要注意的是，App和它依賴的framework的架構必須兼容，也就是說，在創建可執行文件時，要么都是真機，要么都是模擬器。當然，也可以分別在真機和模擬器兩種模式下創建framwork，然后使用lipo命令來將兩個framework內部的同名mach-o文件合并成一個通用mach-o文件，這樣，不管App是什么架構模式，都能正確使用這個framework了。
3. 使用動態庫
使用動態庫有兩種方式，一種是將動態庫添加為依賴庫，這樣會在工程啟動時加載動態庫，一種是使用dlopen在運行時加載動態庫，這兩種方式的區別在于加載動態庫的時機。
在iOS中一般使用第一種方法，第二種方式一般在mac開發中使用，如果在iOS中使用了這種方式，是不能上架到App Store的。
3.1. 添加為依賴庫-啟動時加載
創建一個新的工程DylibDemo，并引入LibPersonFramework.framework，在main.m文件中調用這個framework中的方法
這個時候，app工程已經對LibPersonFramework.framework產生了依賴，對于系統framework，到這一步就可以了，因為系統framework已經被預先安裝在iphone上了。對于自定義的framework，還需要通過下面一步來將framework復制到app的安裝包中。
最后運行一下，調用成功！
2018-06-04 16:32:09.076551+0800 DylibDemo[1790:700462] wang is watching TV!
2018-06-04 16:32:09.078597+0800 DylibDemo[1790:700462] wang is eating!
3.2. 運行時加載
在運行時加載動態庫，是指不需要在工程中引入動態庫，作為替代，在代碼中使用dlopen()這個函數來加載動態庫，在調用完成之后，需要調用相同次數的dlclose()函數來關閉動態庫。
除了dlopen()和dlclose()以外，另外還有一個dlsym()函數來根據傳入的symbol獲取對應數據或函數的地址。在本例中，會使用runtime機制來代替dlsym()函數。（dlsym()一般是在c或c++中使用）
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創建新工程DylibDemo-Runtime，添加被調用庫的頭文件
LibPerson.h（這里不需要添加LibPersonFramework.framework）
在main.h文件中加載和調用LibPersonFramework.framework
void loadWhenRunTime(){
// Open the library.
NSString *bundlePath = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"LibPersonFramework" ofType:nil];
void* lib_handle = dlopen([bundlePath UTF8String], RTLD_LOCAL);
if (!lib_handle) {
NSLog(@"[%s] main: Unable to open library: %s\n",
__FILE__, dlerror());
exit(EXIT_FAILURE);
}
Class class_person = objc_getClass("LibPerson");
LibPerson *person = [class_person new];
person.name = @"wang";
[person watch];
[person eat];
// Close the library.
if (dlclose(lib_handle) != 0) {
NSLog(@"[%s] Unable to close library: %s\n",
__FILE__, dlerror());
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
dlopen()函數需要傳入兩個參數path和mode，path表示動態庫的mach-o文件的路徑，mode中可以包含多個標識符，比如RTLD_LAZY和RTLD_NOW表示動態庫中的symbol什么時候被加載，RTLD_GLOBAL和RTLD_LOCAL表示symbol的可見性。（詳情可通過終端命令man dlopen查看）
上述代碼中，path指定動態庫是在生成的app包中，文件名為LibPersonFramework；mode的值是RTLD_LOCAL，表示在使用dlsym()函數時，只能通過dlopen()函數返回的handle來獲取傳入的symbol的地址，由于在例中并不會使用dlsym()函數，所以大可不必關注這個值。
另外，在上述代碼中還有一點需要注意的，在創建LibPerson類的對象時，不能直接使用LibPerson *person = [LibPerson new]，如果這樣做，程序會報如下編譯錯誤：
Undefined symbols for architecture arm64:
"_OBJC_CLASS_$_LibPerson", referenced from:
objc-class-ref in main.o
ld: symbol(s) not found for architecture arm64
這是因為在編譯時，如果調用了[LibPerson new]，編譯器會去驗證app的mach-o文件以及它依賴的動態庫的mach-o文件中是否有這個類的定義。
由于在編譯時，程序還沒有加載動態庫LibPersonFramework，而程序只包含了LIbPerson類的頭文件，并沒有它對應的.m文件（編譯器只會將.m文件編譯到最終的mach-o文件中），所以編譯器在app的mach-o文件以及它依賴的動態庫中找不到LibPerson類的定義，然后編譯器就報錯了。
從上述代碼可以看出，在創建LibPerson類的對象時，程序中其實已經加載了LibPersonFramework，也就是說，在那個時候程序中已經有這個類的定義了。所以，上述代碼中使用了下列代碼來”欺騙“編譯器。
Class class_person = objc_getClass("LibPerson");
LibPerson *person = [class_person new];
3. 添加動態庫LibPersonFramework文件
首先build一下，生成app的包文件
這個時候可能會報編譯錯誤，說找不到LibPersonFramework，所以接下來就需要添加LibPersonFramework。
在之前創建的LibPersonFramework.framework中，找到動態庫LibPersonFramework
找到app的包文件，鼠標右鍵點擊顯示包內容，然后將這個LibPersonFramework文件復制到這里
4. 給動態庫重簽名
這個時候運行一下，dlopen()函數會報錯，它不能加載LibPersonFramework，這個是簽名出錯了。雖然生成framework和運行app使用的是同一個證書，但是這里使用的并不是整個framework，所以這里需要使用codesign強制重簽名一下。
添加一個腳本
/usr/bin/codesign --force --sign "$EXPANDED_CODE_SIGN_IDENTITY" "$BUILT_PRODUCTS_DIR/$TARGET_NAME.app/LibPersonFramework"
到這里就做完了，運行一下，應該是成功的！
4. 注入動態庫
注入動態庫是指，給一個現有的mach-o添加一個動態庫，這樣可以在一個現有的app中執行動態庫的代碼。在給現有app注入動態庫時，這個動態庫只能作為一個依賴庫被注入，這是因為在注入之前，不能在現有app中執行代碼，所以也就不能使用dlopen()函數來加載動態庫了。
首先，觀察一下，當一個app添加了一個依賴庫之后，會有哪些變化。在上文中，DylibDemo添加了一個依賴庫LibPersonFramework.framework，下面就以這個項目作為例子。
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項目生成的app包中增加了Frameworks文件，如果是系統動態庫，則不會被添加到app包中。
mach-o文件中增加了一條
Load Commands數據，這條記錄表示了app對指定的動態庫的依賴。
使用MachOView打開app包中的mach-o文件
在app啟動時，會自動根據Load Commands指定的路徑去加載動態庫，所以必須保證路徑下存在對應的動態庫。
下面舉個例子
新建一個動態庫LibInjectFramework，下面會將這個動態庫注入到一個現有app中，如果注入成功，則圖中的+[load]方法會被執行。
新建一個項目DylibDemo-Inject，這個項目什么代碼都沒有，只是一個空項目，下面需要將動態庫LibInjectFramework注入到這個項目中。
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將動態庫LibInjectFramework復制到這個項目的app包中
添加動態庫依賴
這一步需要修改被注入app的mach-o文件，這里使用yololib來完成。將yololib下載后，然后編譯，將生產的命令復制到/usr/local/bin或$PATH中的其他路徑，這樣就可以在終端使用這個命令了。
yololib需要兩個參數，第一個參數指定被修改的mach-o文件的路徑，第二個參數指定動態庫的路徑。
在項目中，添加兩個腳本命令，分別用來重簽名動態庫和修改mach-o文件
/usr/bin/codesign --force --sign "$EXPANDED_CODE_SIGN_IDENTITY" "$BUILT_PRODUCTS_DIR/$TARGET_NAME.app/Frameworks/LibInjectFramework"
yololib "$BUILT_PRODUCTS_DIR/$TARGET_NAME.app/$TARGET_NAME" "Frameworks/LibInjectFramework"
執行，控制臺應該會輸出下面這句
Inject success????????????????????
需要注意的是，這個項目只有在第一次運行時會成功，因為多次運行，會在mach-o文件中增加多個相同的Load Command。解決方法是保存一個原始的mach-o文件，然后每次運行前替換。
5. yololib
在使用yololib去添加動態庫依賴時，會修改mach-o文件的兩個地方
- 修改mach-o文件的頭文件
mach header的定義
struct mach_header_64 {
uint32_t magic; /* mach magic number identifier */
cpu_type_t cputype; /* cpu specifier */
cpu_subtype_t cpusubtype; /* machine specifier */
uint32_t filetype; /* type of file */
uint32_t ncmds; /* number of load commands */
uint32_t sizeofcmds; /* the size of all the load commands */
uint32_t flags; /* flags */
uint32_t reserved; /* reserved */
};
由于增加了一條Load Command，所以需要修改的是ncmds和sizeofcmds這兩個字段，它們分別表示Load Command的總數目和總大小。
- 添加一個
dylib_command結構體
動態庫的信息是以dylib_command結構體的形式被存儲，dylib_command的定義
struct dylib_command {
uint32_t cmd; /* LC_ID_DYLIB, LC_LOAD_{,WEAK_}DYLIB,
LC_REEXPORT_DYLIB */
uint32_t cmdsize; /* includes pathname string */
struct dylib dylib; /* the library identification */
};
struct dylib {
union lc_str name; /* library's path name */
uint32_t timestamp; /* library's build time stamp */
uint32_t current_version; /* library's current version number */
uint32_t compatibility_version; /* library's compatibility vers number*/
};
創建一個dylib_command結構體，并添加到所有Load Command之后，
fseek(newFile, sizeofcmds, SEEK_CUR);
struct dylib_command dyld;
fread(&dyld, sizeof(struct dylib_command), 1, newFile);
NSLog(@"Attaching dylib..\n\n");
dyld.cmd = LC_LOAD_DYLIB;
//cmd的大小是dylib_command結構體的大小加上path的大小。
dyld.cmdsize = (uint32_t) dylib_size;
dyld.dylib.compatibility_version = DYLIB_COMPATIBILITY_VERSION;
dyld.dylib.current_version = DYLIB_CURRENT_VER;
dyld.dylib.timestamp = 2;
//指定從哪里開始是name
dyld.dylib.name.offset = sizeof(struct dylib_command);
fseek(newFile, -sizeof(struct dylib_command), SEEK_CUR);
fwrite(&dyld, sizeof(struct dylib_command), 1, newFile);
緊跟著被添加的Load_Command，添加動態庫的path字符串。
fwrite([data bytes], [data length], 1, newFile);
在添加新的Load_Command時，是直接使用新數據來覆蓋就數據的，因為Load_Command和Section之間還預留了一部分空間，所以直接覆蓋不會影響Section的數據。
