iOS-CocoaPods原理

Posted MinggeQingchun

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了iOS-CocoaPods原理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

CocoaPods是ios项目上负责管理依赖的工具，即对第三方库的依赖。

CocoaPods 的原理是将所有的依赖库都放到另一个名为Pods的项目中, 然而让主项目依赖Pods项目,
这样,源码管理工作任务从主项目移到了Pods项目中.
　　1.Pods项目最终会编译成一个名为libPods.a的文件, 主项目只要依赖这个.a文件即可.
　　2.对于资源文件, CocoaPods提供了一个名为Pods-resources.sh的bash脚步, 该脚本在每次项目
　　  编译的时候都会执行,将第三方库的各种资源文件复制到目标目录中.
　　3.CocoaPods通过一个名为Pods.xcconfig的文件在编译设置所有的依赖和参数

IOS工程有3种库项目，framework，static library，meta library，我们通常只使用前两种。我们在使用static library库工程时，一般使用它编译出来的静态库libxxx.a，以及对应的头文件，在写应用时，将这些文件拷贝到项目里，然后将静态库添加到链接的的依赖库路径里，并将头文件目录添加到头文件搜索目录中。而framework库的依赖会简单很多，framework是资源的集合，将静态库和其头文件包含在framework目录里。

CocoaPods同时支持static library和framework的依赖管理，下面介绍这两种情况下CocoaPods是如何实现构建上的依赖的

static library

先看一下普通的项目的文件结构

 

  1. CardPlayer

  2. ├── CardPlayer

  3. │   ├── CardPlayer

  4. │   ├── CardPlayer.xcodeproj

  5. │   ├── CardPlayerTests

  6. │   └── CardPlayerUITests

  7. ├── exportOptions.plist

  8. └── wehere-dev-cloud.mobileprovision

然后我们使用Pod来管理依赖，编写的PodFile如下所示:

 

  1. project 'CardPlayer/CardPlayer.xcodeproj'

  2.  

  3. target 'CardPlayer' do

  4. pod 'AFNetworking', '~> 1.0'

  5. end

  6.  

文件结构的变化

然后使用pod install，添加好依赖之后，项目的文件结构如下所示:

 

  1. CardPlayer

  2. ├── CardPlayer

  3. │   ├── CardPlayer

  4. │   ├── CardPlayer.xcodeproj

  5. │   ├── CardPlayerTests

  6. │   └── CardPlayerUITests

  7. ├── CardPlayer.xcworkspace

  8. │   └── contents.xcworkspacedata

  9. ├── PodFile

  10. ├── Podfile.lock

  11. ├── Pods

  12. │   ├── AFNetworking

  13. │   ├── Headers

  14. │   ├── Manifest.lock

  15. │   ├── Pods.xcodeproj

  16. │   └── Target\\ Support\\ Files

  17. ├── exportOptions.plist

  18. └── wehere-dev-cloud.mobileprovision

可以看到我们添加了如下文件

  1. PodFile 依赖描述文件

  2. Podfile.lock 当前安装的依赖库的版本

  3. CardPlayer.xcworkspace

    xcworkspace文件，使用CocoaPod管理依赖的项目，XCode只能使用workspace编译项目，如果还只打开以前的xcodeproj文件进行开发，编译会失败

    xcworkspace文件实际是一个文件夹，实际Workspace信息保存在contents.xcworkspacedata里，该文件的内容非常简单，实际上只指示它所使用的工程的文件目录

    如下所示:

      
     

    1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

    2. <Workspace

    3. version = "1.0">

    4. <FileRef

    5. location = "group:CardPlayer/CardPlayer.xcodeproj">

    6. </FileRef>

    7. <FileRef

    8. location = "group:Pods/Pods.xcodeproj">

    9. </FileRef>

    10. </Workspace>

    11.  

  4. Pods目录

    1. Pods.xcodeproj，Pods工程，所有第三方库由Pods工程构建，每个第3方库对应Pods工程的1个target，并且这个工程还有1个Pods-Xxx的target，接下来在介绍工程时再详细介绍

    2. AFNetworking 每个第3方库，都会在Pods目录下有1个对应的目录

    3. Headers

      在Headers下有两个目录，Private和Public，第3方库的私有头文件会在Private目录下有对应的头文件，不过是1个软链接，链接到第3方库的头文件 第3方库的Pubic头文件会在Public目录下有对应的头文件，也是软链接

      如下所示:

       

      1. Headers/

      2. ├── Private

      3. │   └── AFNetworking

      4. │   ├── AFHTTPClient.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFHTTPClient.h

      5. │   ├── AFHTTPRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFHTTPRequestOperation.h

      6. │   ├── AFImageRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFImageRequestOperation.h

      7. │   ├── AFJSONRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFJSONRequestOperation.h

      8. │   ├── AFNetworkActivityIndicatorManager.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFNetworkActivityIndicatorManager.h

      9. │   ├── AFNetworking.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFNetworking.h

      10. │   ├── AFPropertyListRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFPropertyListRequestOperation.h

      11. │   ├── AFURLConnectionOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFURLConnectionOperation.h

      12. │   ├── AFXMLRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFXMLRequestOperation.h

      13. │   └── UIImageView+AFNetworking.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/UIImageView+AFNetworking.h

      14. └── Public

      15. └── AFNetworking

      16. ├── AFHTTPClient.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFHTTPClient.h

      17. ├── AFHTTPRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFHTTPRequestOperation.h

      18. ├── AFImageRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFImageRequestOperation.h

      19. ├── AFJSONRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFJSONRequestOperation.h

      20. ├── AFNetworkActivityIndicatorManager.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFNetworkActivityIndicatorManager.h

      21. ├── AFNetworking.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFNetworking.h

      22. ├── AFPropertyListRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFPropertyListRequestOperation.h

      23. ├── AFURLConnectionOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFURLConnectionOperation.h

      24. ├── AFXMLRequestOperation.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/AFXMLRequestOperation.h

      25. └── UIImageView+AFNetworking.h -> ../../../AFNetworking/AFNetworking/UIImageView+AFNetworking.h

      26.  

    4. Manifest.lock manifest文件 描述第3方库对其它库的依赖

       

      1. PODS:

      2. - AFNetworking (1.3.4)

      3.  

      4. DEPENDENCIES:

      5. - AFNetworking (~> 1.0)

      6.  

      7. SPEC CHECKSUMS:

      8. AFNetworking: cf8e418e16f0c9c7e5c3150d019a3c679d015018

      9.  

      10. PODFILE CHECKSUM: 349872ccf0789fbe3fa2b0f912b1b5388eb5e1a9

      11.  

      12. COCOAPODS: 1.3.1

      13.  

    5. Target Support Files 支撑target的文件

       

      1. Target\\ Support\\ Files/

      2. ├── AFNetworking

      3. │   ├── AFNetworking-dummy.m

      4. │   ├── AFNetworking-prefix.pch

      5. │   └── AFNetworking.xcconfig

      6. └── Pods-CardPlayer

      7. ├── Pods-CardPlayer-acknowledgements.markdown

      8. ├── Pods-CardPlayer-acknowledgements.plist

      9. ├── Pods-CardPlayer-dummy.m

      10. ├── Pods-CardPlayer-frameworks.sh

      11. ├── Pods-CardPlayer-resources.sh

      12. ├── Pods-CardPlayer.debug.xcconfig

      13. └── Pods-CardPlayer.release.xcconfig

      14.  

      在Target Support Files目录下每1个第3方库都会有1个对应的文件夹，比如AFNetworking，该目录下有一个空实现文件，也有预定义头文件用来优化头文件编译速度，还会有1个xcconfig文件，该文件会在工程配置中使用，主要存放头文件搜索目录，链接的Flag(比如链接哪些库)

      在Target Support Files目录下还会有1个Pods-XXX的文件夹，该文件夹存放了第3方库声明文档markdown文档和plist文件，还有1个dummy的空实现文件，还有debug和release各自对应的xcconfig配置文件，另外还有2个脚本文件，Pods-XXX-frameworks.sh脚本用于实现framework库的链接，当依赖的第3方库是framework形式才会用到该脚本，另外1个脚本文件: Pods-XXX-resources.sh用于编译storyboard类的资源文件或者拷贝*.xcassets之类的资源文件

工程结构的变化

上一节里提到在引入CocoaPods管理依赖后，会新增workspace文件，新增的workspace文件会引用原有的应用主工程，还会引用新增的Pods工程。后续不能再直接打开原来的应用主工程进行编译，否则会失败。实际上是因为原来的应用主工程的配置现在也有了变化。下面分别介绍一下Pods工程以及主工程的变化。

Pods工程

Pods工程配置

Pods工程会为每个依赖的第3方库定义1个Target，还会定义1个Pods-Xxx的target，每个Target会生成1个静态库，如下图所示:

cocoapods_pod_project_target

Pods工程会新建Debug和Release两个Configuration，每个Configuration会为不同的target设置不同的xcconfig，xcconfig指出了头文件查找目录，要链接的第3方库，链接目录等信息，如下图所示:

cocoapods_project_target_configuration

AFNetworking.xcconfig文件的内容如下所示:

 

  1. CONFIGURATION_BUILD_DIR = $PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR/AFNetworking

  2. GCC_PREPROCESSOR_DEFINITIONS = $(inherited) COCOAPODS=1

  3. HEADER_SEARCH_PATHS = "${PODS_ROOT}/Headers/Private" "${PODS_ROOT}/Headers/Private/AFNetworking" "${PODS_ROOT}/Headers/Public" "${PODS_ROOT}/Headers/Public/AFNetworking"

  4. OTHER_LDFLAGS = -framework "CoreGraphics" -framework "MobileCoreServices" -framework "Security" -framework "SystemConfiguration"

  5. PODS_BUILD_DIR = $BUILD_DIR

  6. PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR = $PODS_BUILD_DIR/$(CONFIGURATION)$(EFFECTIVE_PLATFORM_NAME)

  7. PODS_ROOT = ${SRCROOT}

  8. PODS_TARGET_SRCROOT = ${PODS_ROOT}/AFNetworking

  9. PRODUCT_BUNDLE_IDENTIFIER = org.cocoapods.${PRODUCT_NAME:rfc1034identifier}

  10. SKIP_INSTALL = YES

上述内容说明了AFNetworking编译时查找头文件的目录Header_SERACH_PATHS，OTHER_LD_FLAGS指明了要链接的framework

Pods-CardPlayer.debug.xcconfig文件的内容如下所示：

 

  1. GCC_PREPROCESSOR_DEFINITIONS = $(inherited) COCOAPODS=1

  2. HEADER_SEARCH_PATHS = $(inherited) "${PODS_ROOT}/Headers/Public" "${PODS_ROOT}/Headers/Public/AFNetworking"

  3. LIBRARY_SEARCH_PATHS = $(inherited) "$PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR/AFNetworking"

  4. OTHER_CFLAGS = $(inherited) -isystem "${PODS_ROOT}/Headers/Public" -isystem "${PODS_ROOT}/Headers/Public/AFNetworking"

  5. OTHER_LDFLAGS = $(inherited) -ObjC -l"AFNetworking" -framework "CoreGraphics" -framework "MobileCoreServices" -framework "Security" -framework "SystemConfiguration"

  6. PODS_BUILD_DIR = $BUILD_DIR

  7. PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR = $PODS_BUILD_DIR/$(CONFIGURATION)$(EFFECTIVE_PLATFORM_NAME)

  8. PODS_PODFILE_DIR_PATH = ${SRCROOT}/..

  9. PODS_ROOT = ${SRCROOT}/../Pods

Pods-CardPlayer.debug文件中OTHER_LDFLAGS说明了编译Pods时需要链接AFNetworking库，还需要链接其它framework

所以我们在xcode里能看到AFNetworking依赖的framework:

cocoapods_target_lib_dependency

Pods工程文件组织

IOS工程在XCode上看到的结构和文件系统的结构并不一致，在XCode上看到的文件夹并不是物理的文件夹，而是叫做Group，在组织IOS工程时，会将逻辑关系较近的文件放在同一个Group下。如下图所示:

cocoapods_pods_project_files

coacoapods_pods_project_afnetworking_support

可以看到Group的组织大概是以下形式:

 

  1. Pods

  2. ├── Podfile # 指向根目录下的Podfile 说明依赖的第3方库

  3. ├── Frameworks # 文件系统并没有对应的目录 这只是1个虚拟的group 表示需要链接的frameowork

  4. ├── └── iOS # 文件系统并没有对应的目录 这只是1个虚拟的group 这里表示是ios需要链接的framework

  5. ├── └── Xxx.framework # 链接的frameowork列表

  6. ├── Pods # 虚拟的group 管理所有第3方库

  7. │   └── AFNetwoking #AFNetworking库 虚拟group 对应文件系统Pods/AFNetworking/AFNetworking目录下的内容

  8. │   ├── xxx.h #AFNetworking库的头文件 对应文件系统Pods/AFNetworking/AFNetworking目录下的所有头文件

  9. │ ├── xxx.m #AFNetworking库的实现文件 对应文件系统Pods/AFNetworking/AFNetworking目录下的所有实现文件

  10. │   └── Support Files # 虚拟group 支持文件 没有直接对应的文件系统目录，该group下的文件都属于目录: Pods/Target Support Files/AFNetworking/

  11. │ ├── AFNetworking.xcconfig # AFNetworking编译的工程配置文件

  12. │ ├── AFNetworking-prefix.pch # AFNetworking编译用的预编译头文件

  13. │ └── AFNetworking-dummy.m # 空实现文件

  14. ├── Products # 虚拟group

  15. │ ├── libAFNetworking.a # AFNetworking target将生成的静态库

  16. │ └── libPods-CardPlayer.a # Pods-CardPlayer target将生成的静态库

  17. └── Targets Support Files # 虚拟group 管理支持文件

  18. └── Pods-CardPlayer # 虚拟group Pods-CardPlayer target

  19. ├── Pods-CardPlayer-acknowledgements.markdown # 协议说明文档

  20. ├── Pods-CardPlayer-acknowledgements.plist # 协议说明文档

  21. ├── Pods-CardPlayer-dummy.m # 空实现

  22. ├── Pods-CardPlayer-frameworks.sh # 安装framework的脚本

  23. ├── Pods-CardPlayer-resources.sh # 安装resource的脚本

  24. ├── Pods-CardPlayer.debug.xcconfig # debug configuration 的 配置文件

  25. └── Pods-CardPlayer.release.xcconfig # release configuration 的 配置文件

  26.  

主工程

引入CocoaPods之后， 主工程的设置其实也会变化， 我们先看一下引入之前，主工程的Configuration设置，如下图所示:       

cocoapods_before_project_config

可以看到Debug和Release的Configuration没有设置任何配置文件，再看引入CocoaPods之后，主工程的Configuration如下图所示:

cocoapod_main_project_configuration

可以看到采用CocoaPods之后，Debug Configuration设置了配置文件Pods-CardPlayer.debug.xcconfig文件，Release Configuration则设置了配置文件Pods-CardPlayer.release.xcconfig文件，这些配置文件指明了头文件的查找目录，要链接的第三方库

编译并链接第3方库的原理

  1. 头文件的查找

    上一节里已经讲到主工程的Configuration已经设置了配置文件，而这份配置文件里说明了头文件的查找目录：

     

    1. HEADER_SEARCH_PATHS = $(inherited) "${PODS_ROOT}/Headers/Public" "${PODS_ROOT}/Headers/Public/AFNetworking"

    2. OTHER_CFLAGS = $(inherited) -isystem "${PODS_ROOT}/Headers/Public" -isystem "${PODS_ROOT}/Headers/Public/AFNetworking"

    所以主工程可以引用第3方库的头文件，比如像这样: #import <AFNetworking/AFHTTPClient.h>

  2. 如何链接库

    配置文件同样说明了链接库的查找目录以及要链接的库:

     

    1. LIBRARY_SEARCH_PATHS = $(inherited) "$PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR/AFNetworking"

    2. OTHER_LDFLAGS = $(inherited) -ObjC -l"AFNetworking" -framework "CoreGraphics" -framework "MobileCoreServices" -framework "Security" -framework "SystemConfiguration"

    3.  

    而在我们主工程的main target还会添加对libPods-CardPlayer.a的链接，如下图所示:

    cocoapod_main_project_dependency_pods

  3. 编译顺序

    我们的主工程的main target显示指出了需要链接库libPods-CardPlayer.a，而libPods-CardPlayer.a由target Pods-CardPlayer产生，所以主工程的main target将会隐式依赖于target Pods-CardPlayer，而在target Pods-CardPlayer的配置中，显示指出了依赖对第三方库对应的target的依赖，如下所示:

    cocoapods_pods_dendency

    所以main target -> target Pods-CardPlayer -> 第3方库对应的target

    因为存在上述依赖关系，所以能保证编译顺序，保证编译链接都不会有问题

framework

如果我们在PodFile设置了use_frameworks!，则第3方库使用Framework形式的库,PodFile的内容如下所示：

 

  1. project 'CardPlayer/CardPlayer.xcodeproj'

  2.  

  3. use_frameworks!

  4.  

  5. target 'CardPlayer' do

  6. pod 'AFNetworking', '~> 1.0'

  7. end

  8.  

framework这类型的库和static library比较类似，在文件结构上没什么太大变化，都是新增了Pods工程，和管理Pods工程及原主工程的workspace，但是Pods工程设置的target的类型都是framework，而不是static library，而主工程对Pods的依赖，也不再是依赖libPods-CardPlayer.a，而是Pods_CardPlayer.framework。

如下图所示:

cocoapods_framework_dependency

cocoapods_pods_framework_thrid_party

另外编译配置文件也有一些不同:

AFNetworking.xcconfig文件如下所示:

 

  1. CONFIGURATION_BUILD_DIR = $PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR/AFNetworking

  2. GCC_PREPROCESSOR_DEFINITIONS = $(inherited) COCOAPODS=1

  3. HEADER_SEARCH_PATHS = "${PODS_ROOT}/Headers/Private" "${PODS_ROOT}/Headers/Public"

  4. OTHER_LDFLAGS = -framework "CoreGraphics" -framework "MobileCoreServices" -framework "Security" -framework "SystemConfiguration"

  5. PODS_BUILD_DIR = $BUILD_DIR

  6. PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR = $PODS_BUILD_DIR/$(CONFIGURATION)$(EFFECTIVE_PLATFORM_NAME)

  7. PODS_ROOT = ${SRCROOT}

  8. PODS_TARGET_SRCROOT = ${PODS_ROOT}/AFNetworking

  9. PRODUCT_BUNDLE_IDENTIFIER = org.cocoapods.${PRODUCT_NAME:rfc1034identifier}

  10. SKIP_INSTALL = YES

而Pods-CardPlayer.debug.xcconfig文件的内容如下所示:

 

  1. FRAMEWORK_SEARCH_PATHS = $(inherited) "$PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR/AFNetworking"

  2. GCC_PREPROCESSOR_DEFINITIONS = $(inherited) COCOAPODS=1

  3. LD_RUNPATH_SEARCH_PATHS = $(inherited) '@executable_path/Frameworks' '@loader_path/Frameworks'

  4. OTHER_CFLAGS = $(inherited) -iquote "$PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR/AFNetworking/AFNetworking.framework/Headers"

  5. OTHER_LDFLAGS = $(inherited) -framework "AFNetworking"

  6. PODS_BUILD_DIR = $BUILD_DIR

  7. PODS_CONFIGURATION_BUILD_DIR = $PODS_BUILD_DIR/$(CONFIGURATION)$(EFFECTIVE_PLATFORM_NAME)

  8. PODS_PODFILE_DIR_PATH = ${SRCROOT}/..

  9. PODS_ROOT = ${SRCROOT}/../Pods

使用framework形式的库之后,Pods-CardPlayer-frameworks.sh脚本也有一些不同，

 

  1. ...

  2. f [[ "$CONFIGURATION" == "Debug" ]]; then

  3. install_framework "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/AFNetworking/AFNetworking.framework"

  4. fi

  5. if [[ "$CONFIGURATION" == "Release" ]]; then

  6. install_framework "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/AFNetworking/AFNetworking.framework"

  7. fi

  8. if [ "${COCOAPODS_PARALLEL_CODE_SIGN}" == "true" ]; then

  9. wait

  10. fi

  11.  

编译framework后，它会将AFNetworking.framework安装到产品编译目录下，这样才能在运行时链接该framework

而我们的主工程的main target配置Build Phases有一项安装pod的framework，会调用Pod-CardPlayer-frameworks.sh，所以能保证正确安装framework，如下图所示:

cocoapods_target_embed_pods_framework

 

总结一下

CocoaPods 的原理是将所有的依赖库都放到另一个名为Pods的项目中, 然而让主项目依赖Pods项目（可以是framework，可以是.a文件）,修改xcode project上的一些配置，添加编译期脚本，来保证三方库能够正确的编译连接。
这样,源码管理工作任务从主项目移到了Pods项目中，编译的时候也可以正常的通过编译了。

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