探究Xcode New Build System对于构建速度的提升
在Xcode9发布的时候，Apple在Build System上提供了新版本的构建系统(New Build System)，具体可见WWDC2017，不过令人失望的是，该新特性的讲解很简短，短到只在一页PPT上露脸，在这短短的时间里，苹果讲述了该构建系统的优点：降低构建开销，尤其可以降低大型项目的构建开销。
当然对于该新特性的使用，苹果为开发者提供了足够的过度时间。在Xcode9中，该构建系统没有设置为默认的构建系统，而在Xcode10中，苹果将该系统设置为默认的构建系统，开发者可以通过Xcode->File->Project Settings/WorkSpace Settings->Build System在新旧构建系统间切换。
幸运的是，苹果在WWDC2018中讲述了新构建系统在构建时的优化方式，我们接下来就探究一下New Build System是如何提高构建速度的。当然，该方式可能会引起一些问题，我们在最后进行讨论解决。
一、项目环境准备
在我们实际开发中，我们的项目可能会有依赖多个其他的工程或者说依赖多个第三方库。这些依赖包括两部分，分别为Target Dependencies以及Link Binary With Libraries两部分，这二者有一些区别：
Target Dependencies是指Target所嘘依赖的其他Target，被依赖的Target必须在本Target构建之前就构建完成。除此之外没有任何关联。Link Binary With Libraries是指最终要Link到Product中的文件，同时在Link到Product中时，需要保证文件存在，这就要求在构建Target时该项目下的文件必须提前构建完成。
说白了，Target无论通过哪种依赖，都需要保证被依赖的内容在Target构建前就已经被构建成功。
接下来我们就构建一个项目环境，并设置好依赖关系，此处我们使用WWDC演示中提供的项目结构。
其中连线为依赖关系，箭头所指为被依赖target。
二、旧构建系统
对于所有程序来说，如果我们要构建其中一个Target，那么以下几点是可以确定的：
- 所需要构建的所有Target。
- 这些Target之间的依赖关系。
- 这些Target构建的顺序。
以本例中构建Tests Target来说：我们要想构建Tests，那么图中所有Target都需要进行构建，同时图中依赖线也能够很好的表示所有Target之间的依赖关系，而对于构建顺序可以表示为下图：
其实对于上图来说，在构建过程中，会造成多处理器系统资源的浪费，从而表现为编译时间的浪费，解决这个问题的方式就是采用并行编译，这也是New Build System优化的核心思想。
三、New Build System优化
1. 内容拆分
首先我们再来细分一下Tests的依赖关系，Tests现在的依赖关系如下：
那么Target中的内容可以分为三类，即：
- 对
Game的test - 对
Shaders的test - 对
Utilities的test
如图：
此时，Tests的构建就不必等到Game、Shaders、Utilities三个Target都构建完成才进行。对于每一部分的构建可以等到对应Target构建完成之后就可以立刻开始，如图：
由此可见，通过内容拆分，我们可以并行的进行构建，从而降低构建时间。
2. 内容提取
现在我们再来看一下Shaders与Utilities之间的依赖，由名称可以看出，Utilities会提供一些工具方法，而Shaders会使用到Utilities中的一些方法，同时显而易见的是，对于Utilities中的方法，Shaders并不会全部使用，这就为构建优化提供了思路：Shaders的构建可以在Utilities中与之有关的内容构建完成之后就可以进行，如图所示：
虽然Utilities存在对Physics的依赖，但是理想状态下，如果提取出的Code Gen不存在对Physics的依赖，那么Code Gen的编译就可以提前到与Physics一个时间点，如图：
通过内容提取，可以将某些内容的构建时间点提前，从而减少整体构建时间。
3. 遗留依赖清理
在我们的项目迭代开发中，我们可能会删除一些之前的无用代码，慢慢的，最新的代码可能不会依赖之前的某些框架，但是对于框架依赖的设置可能由于遗忘而遗留下来，我们可以通过清理这部分遗留无用依赖来加快构建速度。
在本例中，假设经过长时间的迭代，Utilities中的内容已经不存在对Physics框架的任何依赖，此时如果我们清理掉Utilities对Physics依赖的设置，那么Utilities的构建就不必等到Physics完成了，如图：
及时清理遗留的无用依赖设置，可以提前某些模块的编译时间点，进而减少整体构建时间。
4. Xcode10新特性
Xcode10同时提供了一些新特性来更好的利用并行构建系统：
- 提前编译源码的时间点。
- 一旦所依赖的内容构建完成就可以开始构建，无需等待全部依赖构建。
- 优化Run Script phases的执行来减少编译工作。
四、 Run Script phases的优化
在New Build System中，优化了Run Script phases的执行工作，总得来说，就是为Run Script phases引入了依赖的概念，进而将Run Script phases放入并行构建中，从而加快构建速度。那么Run Script phases的依赖关系如何确定呢？
1. Input Files/Output Files
在New Build System中，将Input Files和Output Files作为该Run Script phase的依赖关系，构建系统会根据这些文件来确定Run Script phases在构建过程中的执行时间点，具体原则如下：
- 符合如下情况会执行
- 没有指定Input File
- Input File内容改变
- Output File丢失
- 执行时间点
- 若没有指定Input File，执行时间点会在构建最开始
- 若指定了Input File，则需要保证Input File构建完成
2.Input Files List/Output Files List
在Xcode10中，苹果为了避免开发者在执行脚本时可能指定过多的Input Files或Output Files，新增了Input Files List和Output Files List，在这两个参数中，可以指定一个后缀为.xcfilelist的文件，在该文件中列举所需依赖的Input Files和Output Files，文件内容格式如下：
3. New Build System可能引起的问题
开发者可能在项目中设置一些Script，在其中可能会做一些Build version、App Icon等的设置，这些脚本在旧的串行构建系统中会在最后执行，最终完成所需内容的替换，达到所需目的。但是在新构建系统中，若不做特殊设置，该脚本会在并行构建的开始阶段就执行，从而无法保证最终的替换能够生效（可能会被其余构建过程替换），例如：
项目中设置了如下脚本：
svnv=`svnversion -c |sed 's/^.*://' |sed 's/[A-Z]*$//'`
/usr/libexec/PlistBuddy -c "Set :CFBundleVersion ${svnv}" "${TARGET_BUILD_DIR}/${INFOPLIST_PATH}"
将当前svn的版本号写入最终App的Info.plist文件中，在并行构建系统中，该脚本很大可能会在当前Target构建过程的Process Info.plist操作前完成，从而对应Bundle Version的值被覆盖重写，造成脚本执行结果失效。
解决方式就是为脚本设置好依赖关系，从而保证脚本执行在Target构建之后。我们知道，Process Info.plist过程会为.app文件生成Info.plst文件并进行初始化，我们可以将该文件设置为Run Script phases的Input Files，保证脚本的执行时间点在Info.plist更改之后，进而保证脚本的执行结果有效。
五、 参考文献
- https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2018/408/