Xcode构建过程的后台工作（WWDC2018字幕搬运）
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Xcode构建过程的后台工作（二）clang构建
Xcode构建过程的后台工作（三）swift构建
Xcode构建过程的后台工作（四）链接
什么是构建过程
在构建app的时候，从源代码和项目资源开始，到提供给客户的打包文件或者上传到AppStore，要经过很多步骤。你要编译和链接源码，复制和处理资源，比如头文件、资源目录和storyboard，最后是代码签名及自定义脚本或者make文件，比如给框架构建API文件、运行代码检查和验证工具等等。大多数任务在构建过程中由命令行工具运行，比如Clang，LD，AC工具，IB工具，代码符号等。这些工具等执行，需要一组特定的实参，以特定的顺序，基于Xcode项目配置。
$ swiftc -module-name PetWall -target arm64-apple-ios12.0 -swift-version 4.2 ...
$ clang -x objective-c -arch arm64 ... PetViewController.m -o PetViewController.o
$ ld -o PetWall -framework PetKit PetViewController.o ...
$ actool --app-icon AppIcon ... Assets.xcassets
$ ...
$ [thousands more]
构建系统的作用，就是将每次构建的任务的执行部署自动化，由于任务数量成千上万，构建过程更是数不胜数，依赖关系十分复杂，你肯定不想手动输入，1天敲100遍命令，那就让构建系统帮你做。
构建任务执行顺序
构建任务的执行顺序取决于信息的依赖关系，就是任务，任务需要的输入，和任务生产的输出。以编译任务为例，它需要输入源代码文件，如PetViewController.m，然后输出目标文件，比如PetViewController.o。
同样，链接服务需要几个目标文件，这些文件由编译器在上个任务中生成，再生成可执行或lib文件，比如PetWall运行文件，会存到.app资源文件包。
你能看到信息的依赖关系，是顺着下图的走向，最终形成执行顺序。
现在大家关注下图中的编译任务，很像川流不息的马路，你看得到编译任务在各自的路上并行运行互不干涉。因为链接器任务需要所有的其他输入，所以它要在最后一位。
通过依赖关系构建系统
构建系统的第一步是获取构建描述，Xcode项目文件，解析项目中的所有文件，目标app和依赖关系，构建设置。转换成一个树形结构叫做定向图，它显示了所有的依赖关系，项目中的输入和输出文件，以及处理他们的执行任务。
然后低级执行引擎会处理这张图，研究依赖关系，决定执行哪个任务，执行顺序是什么，以及哪些可以平行运行，然后继续执行任务。这里的低级执行引擎是新构建系统的叫做llbuild，他是开源的，用GitHub开发。如果对构建系统有兴趣，请随意研究，看看它如何工作。它的链接和另一个关于构建系统的开源模块会在最后提到。
现在讲讲已知的依赖关系。由于你无法获取太多的依赖关系信息，构建系统在任务的执行过程中可能会找到更多信息。比如clang编译oc文件时会生成目标文件，但是它也会生成另一个文件，其中包含一个列出源文件中头文件的列表，那么下次构建时，构建系统会使用这个文件中的信息，以保证当你你改了其中任何头文件时会再次编译源文件。
这里的关系路径是PetController.h，PetController.d，.m直到.o文件。
构建系统的主要工作就是执行任务。当然项目越大，构建时间越长。你肯定不想在每次运行的时候把所有任务都运行一遍。构建系统实际上可以只执行定向图上的任务子集，基于你对于项目的更改，对比你上次的构建，我们称之为累加构建。
准确的依赖关系十分重要，这样累加构建才能正确高效的工作。下面看看哪些更改会影响构建系统，以及与累加构建的关系。
更改检测和任务签名
构建过程中的每个任务都有相应的签名，类似于Hash，通过计算多个任务相关信息而得出。这些信息包括任务输入的统计信息，比如文件路径和更改时间标签，运行命令的命令行指示，以及其他有关任务的元数据，比如编译器版本。构建系统会追踪当前和之前的任务签名，所以它知道每次构建时是否需要重新运行任务。如果某个任务的签名与上次构建时不同，它就会重新运行这个任务，如果相同就会跳过，这就是累加构建的概念。
如何利用构建系统
我们大概了解了构建过程的定义和流程，那么如何利用构建系统呢？先回顾下基本知识。构建系统按照一定顺序执行一系列任务，但要记得构建过程以定向图表示。我们不用担心任务执行的顺序，这是构建系统的工作。作为开发者，我们需要考虑的是任务之间的依赖关系，让构建系统根据定向图结构决定最佳的执行方法。这样构建系统可以正确地给任务排序，可能的时候并行运行，以完全利用多核硬件
依赖关系的来源
对于某些任务，依赖关系来自构建系统自带的数据。构建系统自带一些规则，比如编译器，链接器，资源目录，storyboard处理器等等。这些规则定义了哪些是输入文件，和哪些是输出文件。
还有目标依赖关系（target dependencies），大致决定了目标构建顺序。有些时候，构建系统可以编译不同目标和平行文件，之前的Xcode要构建一个app就要完成整个app的构建，然后才能使用。Xcode 10的新构建系统就要快得多，编译源阶段会提前开始，免费提供并行。但是，如果含有任何运行脚本阶段，这些阶段完成后，并行才能开始。有关依赖的还有隐形依赖关系（Implicit dependencies），例如，如果您在链接库中列出目标时，在方案编辑器中启用了二进制构建阶段和隐式依赖项（这是默认开启的），那么即使它未在目标中列出，构建系统也将建立对该目标的隐式依赖关系。
接下来是构建阶段依赖（Build phase dependencies）。在目标编辑器里，你会看到几个构建阶段，复制头文件、编译源、复制资源包等等。这些任务与每个阶段相关，通常根据阶段的排列顺序按组运行。如果有更好的方案，构建系统也许会忽略它，例如第三方静态库阶段，在编译源之前。注意有的时候构建阶段顺序不对会导致问题或者构建失败，因此请确保了解您的依赖关系并验证构建阶段是否正确。
还有scheme顺序依赖。如果在scheme设置里开启了并行构建检查，构建性能会更好，不用担心目标顺序。但是如果关闭并行构建，Xcode构建目标时会按照你排列的构建行动顺序逐个构建，目标依赖关系优先级较高，优先决定第一个构建目标，但Xcode会遵从这个排列。这让人跃跃欲试，因为它给出了可预期的构建顺序，即使依赖关系有误。但这样会牺牲大量并行空间，延缓构建速度。所以我们推荐开启并行构建，正确设置依赖关系，不要依赖排序。
最后，依赖关系取决于开发者。你可以自定义shell脚本构建阶段或规则，明确告诉系统输入和输出是什么，以避免重复运行不必要的脚本任务，保证正确执行顺序。你可以用运行脚本阶段编辑器定义输入和输出，这些文件路径将作为环境变量在脚本中激活。不要依赖项目里目标依赖关系的自动连接。Clang编译器里有自动关联功能，在构建设置中自动使用关联框架。让编译器自动链接框架对应导入的模块，不用在链接库的构建阶段再明确表示。但是要注意自动关联不会在构建系统层级建立依赖关系，所以它不能保证依赖的目标在关联之前已经建好。所以它只适用于STK平台的框架，例如Foundation或者UIKit，因为我们知道它们在构建前就已经存在。你自己项目里的目标，要保证明确的库依赖关系。你也许需要创建项目引用，将另一个Xcode项目拖放到项目文件导航，说明与其他项目的目标文件的依赖关系。
总结来说，有了准确的依赖关系，构建系统就能更好的并行构建任务，保证每次的构建结果一致。这样就能减少构建用时，给开发多点时间。想知道更多快速构建的内容，如何最大化利用新的iMac pro内核，推荐观看演讲《用Xcode加速构建过程》。