C++JavaObjective-CSwift 二进制兼容测试

Posted 请Java和Android开发者吃点干货

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了C++JavaObjective-CSwift 二进制兼容测试相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

鉴于目前动态库在ios App中使用越来越广泛,二进制的兼容问题可能会成为一个令人头疼的问题。本文主要对比一下C++、Java、Objecive-C和Swift的二进制兼容问题。

iOS端动态库使用情况

  1. iOS 8开始支持App使用动态库。

  2. 苹果对提交的App的__TEXT__段大小是有限制的,很多巨无霸App容易超出这个限制。iOS9之前每个架构的__TEXT__段比较小,iOS9放大到了500MB。详细情况请看:To submit an app for review。

  3. 开源库只能通过Podfile做源码引入,源码依赖,编译非常慢。

  4. 可持续构建也需要基于苹果的环境,比如使用Mac Pro/Mac Mini构建。Mac Pro比较昂贵,Mac mini性能不行,构建一次需要花费大量时间。

  5. 大型App为了加快编译速度,可以维护自己的私有仓库,把依赖的库尽量编译成Framework,加快编译速度。

  6. Swift目前必须基于动态库开发。

  7. 基于动态库构建App,升级一个动态库需要将整个依赖树编译一遍。尤其是一些频繁变动的基础组件,比如视觉组件的改动,牵一发而动全身。

测试环境

C++、Java、OC和Swift分别实现Foo这个基类,然后再实现Bar这个子类,main则使用Bar类打印成员变量的信息。给Foo类添加成员变量member0,重新编译Foo(make foo && ./main),Bar和main不变,然后观察执行结果。

LLDB一点有用的调试技巧。更多的调试功能,请参看:The LLDB Debugger。

br set -f main.cpp -l 17 //在main.m:17打断点br set -f main.cpp -n main //在main.m:main函数打断点x/10a *(void**)bar //将bar对象的虚函数打印出来

测试结果

  1. C++会出现错位,但是没有崩溃。二进制也是比较脆弱的。

  2. Java能正常工作。

  3. OC能正常工作。OC非常适合基于动态库的组件方式。

  4. Swift构造Bar对象就会崩溃。现状让我们非常头疼。

warning: (x86_64) libBar.dylib unable to load swift module 'Bar' (failed to get module 'Bar' from AST context:
error: missing required module 'Foo')
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = EXC_BAD_ACCESS (code=2, address=0x1000a7a98)
  * frame #0: 0x00007fff90419fd1 libobjc.A.dylib`realizeClass(objc_class*) + 1155
    frame #1: 0x00007fff9041d26d libobjc.A.dylib`_class_getNonMetaClass + 127
    frame #2: 0x00007fff9041d053 libobjc.A.dylib`lookUpImpOrForward + 232
    frame #3: 0x00007fff9041cad4 libobjc.A.dylib`_objc_msgSend_uncached + 68
    frame #4: 0x00000001000a4df5 libBar.dylib`type metadata accessor for Bar at Bar.swift:0
    frame #5: 0x0000000100001584 main`main at main.swift:7
    frame #6: 0x00007fff90d0f235 libdyld.dylib`start + 1
    frame #7: 0x00007fff90d0f235 libdyld.dylib`start + 1

结果分析

  1. C++的设计没有考虑到二进制兼容的问题,所以兼容很一般。

  2. Java的二进制兼容非常完美,对象成员改变,方法增删,都不会轻易导致二进制兼容问题。详细情况请参看:Chapter 13. Binary Compatibility。

  3. OC使用方法和属性都使用消息派发,增加和删除方法,移动方法的顺序,都不会导致问题;另外对成员变量的改变做了支持,所以二进制兼容完美。

  4. 作为一种崭新的语言,Swift的二进制兼容最差,匪夷所思啊。

另外大家讨论的时候也提到C++虚函数改变顺序会不会出问题。针对这个问题我验证了一下,确认C++虚函数表里面函数的顺序完全取决于函数在头文件中声明的顺序。

比如Foo有func1和func2两个虚函数,调换func1和func2的顺序,不重新编译main。在main里面调用func2,实际上会调用到func1。

#include "Foo.h"using namespace std;int main(){
    Foo *foo = new Foo();
    foo->func2();    delete foo;    return 0;
}   
$ lldb main
(lldb) target create "main"Current executable set to 'main' (x86_64).
(lldb) br set -f main.cpp -l 17Breakpoint 1: where = main`main + 65 at main.cpp:17, address = 0x0000000100000f11(lldb) run
Process 11179 launched: '/Users/henshao/binary_compatibility_test/C++/main' (x86_64)
Process 11179 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
    frame #0: 0x0000000100000f11 main`main at main.cpp:17
   14       delete bar;*/   15   
   16       Foo *foo = new Foo();
-> 17       foo->func2();   18       delete foo;   19   
   20       return 0;
(lldb) x/10a *(void**)foo0x1000900f0: 0x000000010008eff0 libfoo.dylib`Foo::func2() at Foo.cpp:100x1000900f8: 0x000000010008ee40 libfoo.dylib`Foo::func1() at Foo.cpp:60x100090100: 0x000000010008f050 libfoo.dylib`Foo::~Foo() at Foo.cpp:150x100090108: 0x000000010008f070 libfoo.dylib`Foo::~Foo() at Foo.cpp:150x100090110: 0x00007fff999b9bb8 libc++abi.dylib`vtable for __cxxabiv1::__class_type_info + 160x100090118: 0x000000010008ff00 libfoo.dylib`typeinfo name for Foo0x100090120: 0x00000000000000000x100090128: 0x00000000000000000x100090130: 0x00000000000000000x100090138: 0x0000000000000000

参考文章

  1. C++ ABI Compliance Checker

  2. Objective-C类成员变量深度剖析

  3. Non Fragile ivars

  4. Objc源码

  5. Swift库二进制接口(ABI)兼容性研究

最后的最后

Golang也是一门赞新的语言,我非常好奇它对二进制兼容这块是怎么考虑的,所以欢迎广大有为青年补充一个Golang版本。


阅读全文请点击下面的阅读原文

以上是关于C++JavaObjective-CSwift 二进制兼容测试的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

求一个用C语言写的建立二叉树。并且先序中序后序遍历这个二叉树

数据结构C语言二叉树

对图像进行二值化的处理方法,求源代码,最好是C++/C或者OPENCV

C语言实现有序二叉树

求C语言高手! 1:用动画演示二叉树的三种遍历。2:绘制出一个小球,在屏幕左右端之间不停滚动。

实验二