Protocol Buffers（Objective-C）踩坑指南

这篇文章是讲如何把protobuf文件的编译工作集成到Xcode中，达到在Xcode中就像添加一般的OC文件一样不进行任何多余的操作直接编译运行.proto文件的目的。

牛逼，这么智能吗？是的，就是这么智能！

笔者的公司现在所有端都在统一使用一套protobuf数据结构，免除了多端重复定义同一套数据结构的重复工作，效率很高，非常值得推荐。并且Xcode 10进行了一些小优化来增加了对Protobuf的支持，相信不久以后，Xcode对Protobuf的支持将更加智能！

至于什么是 Protobuf 和 Protobuf 语法教程，不是这篇文章的主题，请自行Google。

环境：Xcode 10+
语言：Objective-C

话不多说，正题开始：

首先，真正的企业级项目，并不只是网上很多教程里面演示的一两个 .proto 文件，而是一批 .proto 文件目录的集合，并且是多端共享的。你会发现按照那些教程里面的讲的去做写个demo或许可以，但是真正要达到企业级别的使用的时候，还远远不够，你会遇到各种各样的坑。别问我是怎么知道的，我都是靠自己一个个踩出来的。

安装编译工具

首先，要能编译Protobuf文件，我们得安装官方的编译器。你可以选择下面任意一种你喜欢的安装方式：

1. 源码编译安装；https://github.com/protocolbuffers/protobuf/tree/master/objectivec
2. 直接下载编译好的对应语言版本的二进制文件；https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases
3. 使用brew；brew install protobuf;

安装好后，在terminal中输入which protoc检测是否安装成功,如安装成功会返回文件路径: /usr/local/bin/protoc

如有问题，请自行google，不在本教程范围内。

在 Xcode 项目中集成 Protobuf 库

没什么好说的，新建一个Xcode工程。使用Cocoapods引入Protobuf的库：

Pod search Protobuf

选择最稳定的版本即可。

坑点一：到这里，需要注意的是编译器和Pod引入的Protobuf Framework的版本需要对应。比如你的编译工具是3.9.0版本，那么Protobuf版本最好也是3.9.0。如果后期升级Pod的Protobuf库，那么编译工具也需要跟随升级。版本不一致，可能会导致项目在运行时出现编译出错哦！

创建 .proto 文件

1. 在新工程中创建一个 Protos 目录；

真实的企业级项目，并不会像网上很多教程里一样只是单纯的一两个 .proto 文件。而是根据使用模块的划分，会有不同的文件夹，甚至整个存放 .proto 文件的根目录会作为 git submodule 来存放到远端达到多端共享的目的。Proto源文件的目录层级，对编译结果有很大的影响，直接关系到在Xcode中的使用，这是最大的坑点，我们稍后再讲；

2. 在该 Protos 根目录下再新建两个子目录，代表实际项目中不同的模块。为方便记忆一个为a目录，一个为b目录；

3. 在 a 目录下创建 A.proto 源文件。在 b 目录下创建 B.proto 文件；

这里有两种创建.proto文件的方式：

• 通过命令行创建，创建好之后需要拖到Xcode项目下；
• 直接在Xcode中通过右键A目录，选择 New File ，然后依次选择 iOS --> Other --> Empty , 文件名加上 .proto 后缀即可。

坑点二：.proto的文件名格式一定是大驼峰写法。即一定要以大写字母开头。因为即使文件名全是小写，最终编译出来的是结果也是大驼峰格式命名的文件。比如 test.proto 编译出来的是 Test.pbobjc.h 和 Test.pbobjc.m文件 ；

至于文件内容，如果你熟悉protobuf语法，那随便写几行即可，如果不熟悉，那么可以copy我的测试内容：

A.proto 文件内容：

syntax = "proto3";

import "b/b.proto"; // 在A.proto文件中引入b/b.proto文件，一定要指明路径哦～

option objc_class_prefix = "PXL";

package a; 

message TestA {
    string name = 1;
    b.TestB test = 2;
}

B.proto 文件内容：

syntax = "proto3";

option objc_class_prefix = "PXL";

package b;

message TestB {
    string name = 1;
}

坑点三：注意，无论以上面哪种方式创建。在Xcode10以前的版本，创建好文件后，需要到Project --> Build Phases --> Compile Sources 中，把刚才新建的a.proto和b.proto文件添加进去。什么意思呢？就是说要把这两个文件添加到可编译文件里面。只有可编译文件，我们才能对其进行后续的自定义编译；Xcode10不用，Xcode10已经针对Protobuf进行了一些专门的优化。

为工程添加自定义编译脚本

Xcode 自己并不认识 .proto文件，所以并不会自动编译它们，我们需要把 .proto编译器 自己集成到项目当中，集成的方式如下：

1. 依次进入到以下目录：

Project --> Build Rules --> 点击+号，生成一个特定文件类型编译脚本。

2. 在Process中选择Protobuf source files；(注意，如果是Xcode10之前的版本并没有这个选项，你需要选择Source files with names matching, 然后在后面的输入框中输入*.proto);

3. 按照官方教程，添加编译脚本：

/usr/local/bin/protoc --proto_path=${SRCROOT}/<你的工程目录名称>/protos/ --objc_out=${DERIVED_FILE_DIR} $INPUT_FILE_PATH 

比如：

/usr/local/bin/protoc --proto_path=${SRCROOT}/ProtoTests/protos/ --objc_out=${DERIVED_FILE_DIR} $INPUT_FILE_PATH

到此处，我们有几个注意事项：

1. protoc命令尽量指明绝对路径，以防脚本编译时找不到命令的情况。即/usr/local/bin/protoc 而不是protoc。 该点官方文档倒是没提到，是我们自己遇到的一个坑；

2. 这里需要用到几个环境变量：

   ${SRCROOT} 是Xcode自带环境变量，代表工程根目录;

   ${INPUT_FILE_PATH} 代表脚本执行文件的绝对输入路径，包含文件名本身，并且带文件格式；

   ${INPUT_FILE_BASE} 代表脚本执行文件的文件名，不包含后缀格式；

   ${INPUT_FILE_NAME} 代表脚本执行文件的文件名，包含后缀格式；

   ${DERIVED_FILE_DIR} 代表Xcode的文件输出目录；

   其他Xcode自带环境变量https://gist.github.com/gdavis/6670468。当然，你也可以在项目 build log 中查看。

3. 如文档所言，--proto_path对应的路径是proto源文件的绝对根目录。--objc_out是编译产生文件的存放目录。

为什么--proto_path 需要是绝对根目录呢？

我们试试把 --proto_path 换成相对路径，看会发生什么，也就是把脚本换成

cd ${SRCROOT}/ProtoTests/protos/
/usr/local/bin/protoc --proto_path=./ --objc_out=${DERIVED_FILE_DIR} $INPUT_FILE_PATH

编译运行，咦～报错了。查看日志，我们可以看到这么一条log信息：

File does not reside within any path specified using --proto_path (or -I).  You must specify a --proto_path which encompasses this file.  Note that the proto_path must be an exact prefix of the .proto file names -- protoc is too dumb to figure out when two paths (e.g. absolute and relative) are equivalent (it's harder than you think).

翻译过来就是在--proto_path这个参数中你必须指定.proto源文件的精确路径，protoc太笨了，它无法搞清楚这个相对路径是不是我们要的绝对路径。google的工程师说这太他么难了。所以这里很明确了，--proto_path 的参数值，只能是proto文件根目录的绝对路径。

那我们为什么要用$INPUT_FILE_PATH?

我们上面说了，${INPUT_FILE_PATH} 是代表编译输入源文件的绝对路径。

文档里面给的demo是:
protoc --proto_path=src --objc_out=build/gen src/foo.proto src/bar/baz.proto

什么意思呢？

它说，最终编译器会把src/foo.proto文件编译成：build/gen/Foo.pbobjc.h 和 build/gen/Foo.pbobjc.m 文件。
而会把 src/bar/baz.proto 文件编译成 build/gen/bar/Baz.pbobjc.h 和 build/gen/bar/Baz.pbobjc.m。
而不是build/gen/Baz.pbobjc.h 和 build/gen/Baz.pbobjc.m

也就是说protobuf编译器最终生成的文件会自动按照文件源目录结构存放。

特别强调 并不会 自动创建 build/gen 目录，这个目录需要你提前建好。

并且，查看最终编译生成的.m文件，你会发现一些有趣的事情；比如我在A.proto中引入了B.proto文件，你会看到Protobuf最终编译出来的A.pbobjc.m文件导入文件的格式是包含文件路径的，例如：

import "a/A.pbobjc.h"
import "b/B.pbobjc.h"

设置编译文件输出路径

我们注意到，上面设置的proto文件的编译输出路径是 $DERIVED_FILE_DIR， 这是为何呢？

答案是为了方便Xcode的集成。

对于自定义的编译脚本，都需要设置一个文件的输出路径.

我们点脚本框下面的Output Files下面的+号, 指定文件输出路径。
因为OC文件分为.h和.m文件，所以我们指定2个。

点了之后，你会发现，xcode默认给出的是 $(DERIVED_FILE_DIR)/newOutputFile,
我们将其改为$(DERIVED_FILE_DIR)/${INPUT_FILE_BASE}.pbobjc.h 和 $(DERIVED_FILE_DIR)/${INPUT_FILE_BASE}.pbobjc.m，并且在.m文件的Compiler Flags中指定为-fno-objc-arc代表该.m文件采用mrc编译。

编译运行，大功告成，是不可能的！！！！

你会发现又报错了：

clang: error: no such file or directory: '~/Library/Developer/Xcode/DerivedData/ProtoTests-dpojqcqwplnmyzbgdvjiqjfefgky/Build/Intermediates.noindex/ProtoTests.build/Debug-iphonesimulator/ProtoTests.build/DerivedSources/A.pbobjc.m'

什么意思呢？ 其实就是在 DerivedSources 下找不到 A.pbobjc.m 文件。因为我们指定这个编译的输出路径在这个目录下，所以Xcode在进行OC文件的编译时会去这个目录下找，但是它找不到。为什么找不到呢？我们去这个目录下看，这个目录下确实没有 A.pbobjc.m 这个文件，但是确发现有 a/A.pbobjc.m。原因我们已经说了，protoc最终的编译文件会自动加上目录前缀。

有人可能会说，能不能把输出文件改成 $(DERIVED_FILE_DIR)/*/${INPUT_FILE_BASE}.pbobjc.h 呢？那我们就来试下。

编译运行

what the hell?

clang: error: no such file or directory: '~/Library/Developer/Xcode/DerivedData/ProtoTests-dpojqcqwplnmyzbgdvjiqjfefgky/Build/Intermediates.noindex/ProtoTests.build/Debug-iphonesimulator/ProtoTests.build/DerivedSources/*/A.pbobjc.m'

原来，Xcode的Output Files特别蠢，它不支持类似这种通配符写法: $(DERIVED_FILE_DIR)/*/${INPUT_FILE_BASE}.pbobjc.h。
也不支持传入任何的自定义变量。

只能是明确的文件路径和Xcode自带的环境变量，但是实际项目中，可能不只一层路径，有可能是文件夹下嵌套文件夹。

靠，那这怎么办呢？

实在没办法了，就在打算放弃的时候，咨询了我们的脚本大神，我们尝试了以下在脚本末尾再加了两行：

# cd ${DERIVED_FILE_DIR}
# find . -mindepth 2 -name ${INPUT_FILE_BASE}.pbobjc.m -o -name ${INPUT_FILE_BASE}.pbobjc.h | xargs -I{} cp "{}" .

是不是很机智？

什么意思呢？就是说我们cd到该目录，然后找到该文件对应生成的oc文件，将其copy一份儿到根目录。怀着求神拜佛的意志，运行了以下，Perfect，终于不再报错了，到目录中查看，也正是我们想要的，所有文件都被copy出来了。

下一步，就是正常的在项目中import和使用了。

Use it

你以为到此就没有坑了吗？到此还有坑。有2点需要注意：

1. 当我们在import这些生成的OC文件的时候，如果你用的是Xcode的 新编译系统，你在import的时候应该使用 #import ,你会发现 #import "B.pbobjc.h" 也可以，但是Xcode不会给你提示。怎么办呢？将Xcode设置为老编译系统就可以了。设置方式：File --> Workspace Settings,将 New Build System 改为 Legacy Build System ；悄悄地告诉你，这个设置可以解决Xcode在import其他非Protobuf编译产生的文件时也不提示的问题哦～

2. import的方式是选择 #import "B.pbobjc.h" 还是 #import "b/B.pbobjc.h" 。看你喜欢，并且要统一，不过建议采用带目录的这种方式，一来是Protobuf自己产生的文件是这样做的，二来以后xcode的输出文件目录变得更智能时，一定是会支持这种方式的。

好了，就讲到这里吧，如果觉得文章看得不是很明白，需要一个demo。或者大神有更好的建议，请在评论区留言～

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如果大家喜欢，有时间再讲讲怎么改改AFNetworking，能直接请求后端给的 Protobuf 格式的数据～