iOS 编译之链接器：符号与地址的绑定

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解释器、编译器和链接器

解释器（Interpreter）不会一次性翻译所有代码，而是逐行翻译并运行，消除了编译整个程序的负担，大大提高了调试效率，但运行时效率很低。常见的用到解释执行的语言有：JavaScript、Python、Ruby、Shell 等。

编译器（Compiler）一次性地把源代码转换成目标语言，然后打包为可执行文件，运行时无需依赖编译器和其他程序，因此运行速度很快。Android 和 iOS非常追求程序的启动速度，所以都依赖于编译器的一次性编译和打包，对应的，牺牲的就是调试效率，我们修改一处代码，需要全部编译并打包才能进行调试。一般的 C、C++、Objective-C 等程序也都是依赖于编译的。

现在 Apple 使用的编译器是 LLVM（Low Level Virtual Machine），它是一系列编译器工具的集合，其中包含了 Clang，这是一款由 Apple 主导的，用于取代 GCC 的一款编译器；还有 lld，它是 LLVM 的一个子项目，是一个内置的链接器（Linker），链接器的作用是组织可执行文件的地址空间，即将多个编译产生的目标文件和库链接成一个可执行文件。在 iOS 中，编译器对每个文件进行编译，并生成 Mach-O（可执行文件），链接器将项目中多个 Mach-O 文件合并成一个。

编译的过程

链接器做了什么

Example

我们通过编写一个简单的 OC 程序来理解链接的过程。

Boy.h：

Boy.m：

main.m：

xcrun是Xcode的基本命令行工具，可以通过它调用其他工具，通过以下命令编译上面的文件：

编译过后，目录下会出现Boy.o和main.o，这就是目标文件，是可执行文件，链接器的工作就是把这些文件组合成一个可执行文件，通过以下指令来完成这个操作：

目录下会出现a.out文件，这是编译器默认的名字。

我们通过nm工具分别查看几个文件的符号，首先看看main.o文件：

_OBJC_CLASS_$_Boy：表示Boy的OC符号

(undefined) external：未实现非私有，如果是私有的话，就是 non-external

_main：main函数，处理0地址，储存在__TEXT,__text区域中

再来看看Boy.o文件：

undefined表示未定义，在目标文件和动态库做链接处理时，链接器会尝试解析所有的未定义符号。在这个过程中，链接器会记录动态库解析的路径，可以通过查看a.out文件来对比一下区别：

对于那些undefined的符号，a.out文件中有了更多的信息，可以知道在哪个动态库能够找到它。通过otool工具可以查看动态库的路径：

可以看到这些undefined的符号需要的两个库是libSystem和libobjc。其中dylib表示动态链接，编译时不会被编译到可执行文件中，只有运行时才链接，这样可以减轻包的负担，还可以在不更新程序的情况下更新动态库。

我们可以通过下面的命令打印看看哪些库被加载了：

另外，Foundation 会依赖很多其他的库，这些库的相互依赖会导致符号很多，处理时间很长。系统采用共享缓存来解决这个问题，每个进程都会在自己的地址空间对共享缓存进行映射，当加载 Mach-O 文件时，动态链接器会先检查是否有缓存，这样做可以提高 App 的启动速度。

简单来说，dyld 的工作是：

执行 Mach-O 文件，根据文件中 undefined 的符号加载动态库，系统会通过共享缓存来解决链接的递归递归问题

将 undefined 的符号绑定到地址上