iOS:動態庫

1.動態庫原理

1.1自己生成動態庫(失敗)

我們還是用在靜態庫中的TestExample案例先生成動態庫

image.png

為了方便我們使用創建build.sh，來使用腳本

clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-I./dylib \
-c test.m -o test.o

pushd ./dylib
echo "編譯TestExample.m --- TestExample.o"
clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-c TestExample.m -o TestExample.o
clang -dynamiclib \
-target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
TestExample.o -o libTestExample.dylib
echo "編譯TestExample.m --- libTestExample.dylib"
clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-L./dylib \
-lTestExample \
test.o -o test

運行后報錯還是和上面一樣 dyld: Library not loaded: libTestExample.dylib

1.2.先生成靜態庫再鏈接成動態庫

//把我們的o文件變成a文件。也可以使用ar -rc a.a a.o
libtool -static -arch_only x86_64 TestExample.o -o libTestExample.a

ld -dylib -arch x86_64 \
-macosx_version_min 11.0 \
-syslibroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-lsystem -framework Foundation \
-all_load \  //如果沒有這個參數，鏈接器會默認not all load
libTestExample.a -o libTestExample.dylib

運行之后還是報錯

Process 25266 launched: '/Users/MacW/Desktop/loginlearn/強化版/強化班-4-動態庫/上課代碼/動態庫原理/test' (x86_64)
dyld: Library not loaded: libTestExample.dylib
  Referenced from: /Users/MacW/Desktop/loginlearn/強化版/強化班-4-動態庫/上課代碼/動態庫原理/test
  Reason: image not found

錯誤顯示庫沒有加載進來
我們查看test加載所需要的動態庫

otool -l test | grep 'DYLIB' -A 5
//日志如下
 cmd LC_LOAD_DYLIB
      cmdsize 48
         name libTestExample.dylib (offset 24)
   time stamp 2 Thu Jan  1 08:00:02 1970
      current version 0.0.0
compatibility version 0.0.0
--
          cmd LC_LOAD_DYLIB
      cmdsize 96
         name /System/Library/Frameworks/Foundation.framework/Versions/C/Foundation (offset 24)
   time stamp 2 Thu Jan  1 08:00:02 1970
      current version 1770.106.0
compatibility version 300.0.0
--
          cmd LC_LOAD_DYLIB
      cmdsize 56
         name /usr/lib/libobjc.A.dylib (offset 24)
   time stamp 2 Thu Jan  1 08:00:02 1970
      current version 228.0.0
compatibility version 1.0.0
--
          cmd LC_LOAD_DYLIB
      cmdsize 56
         name /usr/lib/libSystem.B.dylib (offset 24)
   time stamp 2 Thu Jan  1 08:00:02 1970
      current version 1292.0.0
compatibility version 1.0.0
--
          cmd LC_LOAD_DYLIB
      cmdsize 104
         name /System/Library/Frameworks/CoreFoundation.framework/Versions/A/CoreFoundation (offset 24)
   time stamp 2 Thu Jan  1 08:00:02 1970
      current version 1770.106.0
compatibility version 150.0.0

我們看到我們自己創建的庫 name libTestExample.dylib (offset 24)，而其他的動態庫的name確實庫的路徑。
我們的動態庫能夠自己保存自己的路徑

otool -l ./dylib/libTestExample.dylib | grep 'ID' -A 5
//-A是向下尋找5行，-B是向上查找
 cmd LC_ID_DYLIB
      cmdsize 48
         name libTestExample.dylib (offset 24)
   time stamp 1 Thu Jan  1 08:00:01 1970
      current version 0.0.0
compatibility version 0.0.0
--
     cmd LC_UUID
 cmdsize 24
    uuid F26CDB5B-F71B-3658-86BE-C93CBE279ABE
Load command 9
       cmd LC_BUILD_VERSION
   cmdsize 32

我們看到name 還是 libTestExample.dylib
我們可以使用install_name_tool去給動態庫添加路徑

man install_name_tool
NAME
       install_name_tool - change dynamic shared library install names

install_name_tool就是改變動態的路徑。
給動態路添加路徑

install_name_tool -id /Users/MacW/Desktop/loginlearn/強化版/強化班-4-動態庫/上課代碼/動態庫原理/dylib/libTestExample.dylib  libTestExample.dylib

重新查看動態庫的LC_ID_DYLIB

otool -l libTestExample.dylib | grep 'ID' -A 5
 cmd LC_ID_DYLIB
      cmdsize 144
         name /Users/MacW/Desktop/loginlearn/強化版/強化班-4-動態庫/上課代碼/動態庫原理/dylib/libTestExample.dylib (offset 24)
   time stamp 1611538070 Mon Jan 25 09:27:50 2021
      current version 0.0.0
compatibility version 0.0.0
--
     cmd LC_UUID
 cmdsize 24
    uuid F26CDB5B-F71B-3658-86BE-C93CBE279ABE
Load command 9
       cmd LC_BUILD_VERSION
   cmdsize 32

然后重新編譯和鏈接我們的test文件運行成功
我們通過install_name_tool，重新給編譯過的動態庫加的路徑，其實ld提供給我們一個參數可以直接加的install_name
所以我們初期的sh腳本如下

clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-I./dylib \
-c test.m -o test.o

pushd ./dylib
echo "編譯TestExample.m --- TestExample.o"
clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-c TestExample.m -o TestExample.o

echo "編譯TestExample.o --- libTestExample.a"

# Xcode->靜態庫
libtool -static -arch_only x86_64 TestExample.o -o libTestExample.a
# -dynamiclib: 動態庫
# dylib 最終鏈接產物 -》
ld -dylib -arch x86_64 \
-macosx_version_min 11.0 \
-syslibroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-lsystem -framework Foundation \
-install_name /Users/MacW/Desktop/loginlearn/強化版/強化班-4-動態庫/上課代碼/動態庫原理/dylib/libTestExample.dylib \
-all_load \
libTestExample.a -o libTestExample.dylib
popd
echo "鏈接libTestExample.dylib -- test EXEC"
clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-L./dylib \
-lTestExample \
test.o -o test

運行沒問題

2.動態庫復用性

我們在上面指定的路徑是我們的絕對路徑，如果動態庫換了位置，很明顯還是會出現之前出現的問題， Reason: image not found

2.1@rpath解決絕對路徑的困擾

@rpath
Runpath search Paths
dyld搜索路徑
運行時@rpath指示dyld按順序搜索路徑列表，以找到動態庫。
@rpath保存一個或多個路徑的變量
所以我們修改腳本

-install_name @rpath/dylib/libTestExample.dylib

運行還是報錯，為什么呢？我們可以查看test文件是否有rpath的設置

2.2 rpath

otool -l  test | grep 'RPATH' -A 5

我們通過install_name_tool給test添加rpath路徑

 install_name_tool -add_rpath /Users/MacW/Desktop/loginlearn/強化版/強 化班-4-動態庫/上課代碼/動態庫原理 test

正常運行。但是add_rpath也是我們手動添加的，沒有可復用性。

2.3.executable_path和loader_path

@executable_path:表示可執行程序所在的目錄，解析為可執行文件的絕對路徑。
@loader_path:表示被加載的Mach-O 所在的目錄，每次加載時，都可能 被設置為不同的路徑，由上層指定。

install_name_tool -rpath /Users/MacW/Desktop/loginlearn/強化版/強化班-4-動態庫/上課代碼/動態庫原理  @executable_path test

運行test成功

3.動態庫鏈接動態庫

test.m文件使用Frameworks中的TestExample.framework
在TestExample.framework庫中使用TestExampleLog.framework

3.1先編譯并鏈接TestExampleLog.framework

clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-I./Headers \
-c TestExampleLog.m -o TestExampleLog.o

clang -dynamiclib  \
-target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-Xlinker -install_name -Xlinker @rpath/TestExampleLog.framework/TestExampleLog \
TestExampleLog.o -o TestExampleLog

install_name是提供給外部需要鏈接TestExampleLog的路徑。
通過查看otool -l TestExampleLog | grep 'ID' -A 5能看出外部需要鏈接的路徑

          cmd LC_ID_DYLIB
      cmdsize 72
         name @rpath/TestExampleLog.framework/TestExampleLog (offset 24)
   time stamp 1 Thu Jan  1 08:00:01 1970
      current version 0.0.0
compatibility version 0.0.0
--
     cmd LC_UUID
 cmdsize 24
    uuid 73F8F987-0378-346D-B014-890611B76871
Load command 9
       cmd LC_BUILD_VERSION
   cmdsize 32

3.2.再編譯鏈接TestExample.framework

clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-I./Headers \
-I./Frameworks/TestExampleLog.framework/Headers \
-c TestExample.m -o TestExample.o

clang -dynamiclib  \
-target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-Xlinker -install_name -Xlinker @rpath/TestExample.framework/TestExample \
-Xlinker -rpath -Xlinker @loader_path/Frameworks \
-F./Frameworks \
-framework TestExampleLog \
TestExample.o -o TestExample


echo "-------DYLIB---------"
otool -l TestExample | grep 'DYLIB' -A 5
echo "-------ID---------"
otool -l TestExample | grep 'ID' -A 5

install_name是提供給調用者加載的路徑
rpath是提供給調用TestExampleLog的初始路徑

3.3編譯并鏈接test

clang -target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-I./Frameworks/TestExample.framework/Headers \
-c test.m -o test.o

clang   \
-target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-Xlinker -rpath -Xlinker @executable_path/Frameworks \
-F./Frameworks \
-framework TestExample \
test.o -o test

運行正常打印

3.4.test文件怎么使用TestExampleLog

如果我們想使用TestExampleLog，我們需要能再TestExample中導出符號中能看到TestExampleLog

objdump --macho --exports-trie TestExample
TestExample:
Exports trie:
0x000080C0  _OBJC_METACLASS_$_TestExample
0x000080E8  _OBJC_CLASS_$_TestExample

我們沒有看出有導出符號，所以我們無法在test使用TestExampleLog，我們需要使用reexport_framework
我們修改TestExample內的腳本

clang -dynamiclib  \
-target x86_64-apple-macos11.0.1 \
-fobjc-arc \
-isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX11.0.sdk \
-Xlinker -install_name -Xlinker @rpath/TestExample.framework/TestExample \
-Xlinker -rpath -Xlinker @loader_path/Frameworks \
-Xlinker -reexport_framework -Xlinker TestExampleLog \
-F./Frameworks \
-framework TestExampleLog \
TestExample.o -o TestExample

查看DYLIIB信息

 otool -l TestExample | grep 'DYLIB' -A 5
  cmd LC_ID_DYLIB
      cmdsize 72
         name @rpath/TestExample.framework/TestExample (offset 24)
   time stamp 1 Thu Jan  1 08:00:01 1970
      current version 0.0.0
compatibility version 0.0.0
--
          cmd LC_REEXPORT_DYLIB
      cmdsize 72
         name @rpath/TestExampleLog.framework/TestExampleLog (offset 24)
   time stamp 2 Thu Jan  1 08:00:02 1970
      current version 0.0.0
compatibility version 0.0.0

可以知道TestExample重新加一個cmd，LC_REEXPORT_DYLIB
我們在test中導入頭文件

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "TestExample.h"
#import "TestExampleLog.h"

int main(){
    NSLog(@"testApp----");
    TestExample *manager = [TestExample new];
    [manager lg_test: nil];
    TestExampleLog *log = [TestExampleLog new];
    NSLog(@"testApp----%@",log);
    return 0;
}

我們的腳本文件也需要-I頭文件，重新運行腳本，正常打印。

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