如何持續(xù)的自我提升

最近經(jīng)常遇到有些朋友問題我如何學(xué)習(xí)編譯器等各類底層的知識。

這些問題的背后是很多程序員對自我提升的強烈需求。

今天，筆者會通過分享“2020年最后一天的學(xué)習(xí)完整記錄”的方式解答這個問題。

注意：本文是分享自我提升技巧，所以遇到不懂的技術(shù)名詞，可以直接跳過。

一、初識

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初識是一個被灌輸知識的過程。

當(dāng)我們看博客或者書籍時，都會遇到一些新知識。這就是初識。

今天，筆者從 百度App Objective-C/Swift 組件化混編之路（二）- 工程化 時，就被灌輸了一個”新知識“：module 會供鏈接器使用 。

下面截取部分原文：

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1.2 Module 化 1.2.1 基本概念

• module：是一個編譯單元，或構(gòu)建產(chǎn)物，對一個軟件庫的結(jié)構(gòu)化替代封裝，供鏈接器使用（更多介紹請查閱 Clang-Module：https://clang.llvm.org/docs/Modules.html#introduction）

二、思考

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思考 是一個主動消化知識的過程。

思考 的方式有很多：

• 新知識是否和已有的知識發(fā)生了沖突？
• 新知識可以和哪些知識串聯(lián)起來？
• ....

當(dāng)我看到上面的”新知識“時，就會想：

• ”module 是如何被鏈接器使用呢？“
• ”我也看過很多相關(guān)資料，為什么之前看到的資料都沒有提到鏈接器呢？“

三、探索

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探索 是一個手動進行研究的過程。

探索 過程非常依賴我們的思考能力和記憶能力。

下面是筆者對 module 的一些思考：

• 我具備多少與 module 相關(guān)的知識
• 可以通過哪些搜索引擎技巧更快的搜索到與 module 相關(guān)的知識
• 我們是否有方案驗證 module 與 鏈接器 的關(guān)系
• ...

每一次思考都需要我們把記憶能力充分調(diào)用：

• 回憶與 module 相關(guān)的知識
• 回憶搜索引擎技巧
• 回憶如何通過 Xcode 創(chuàng)建工程、動態(tài)庫
• 回憶 APP 構(gòu)建的每一步的命令
• ...

通過上面的初步思考，我決定通過創(chuàng)建 Demo 的方式對 module 會供鏈接器使用 進行驗證。

準(zhǔn)備 Demo工程

Demo 工程會有一個名為 Host 的 APP，同時該 App 會依賴名為 ?FrameW 的動態(tài)庫和其它系統(tǒng)庫。

項目的整體架構(gòu)如下圖：

構(gòu)建

通過 xcodebuild 命令，可以對 Host 進行構(gòu)建。

如下，紅框部分是 Xcode 執(zhí)行 鏈接 Host 時，所調(diào)用的命令：

通過仔細分析上面的完整 命令 信息，我們沒有發(fā)現(xiàn)與 module 明顯相關(guān)的參數(shù)，所以，我們可以大膽猜測：?module 與鏈接器沒有關(guān)系。

調(diào)試模式

考慮到編譯器可能通過其它方式進行了信息傳遞，所以，我們通過給上述命令添加參數(shù) -v 的方式進行調(diào)試。

很遺憾，新增參數(shù) -v 后，仍然沒有得到有效的信息。但是，我們得到了一個新的知識 ?clang 會調(diào)用 ld 命令執(zhí)行鏈接任務(wù)。

調(diào)試鏈接過程

接著，我們再次嘗試對 ld 命令添加參數(shù) -v -t 的方式進行調(diào)試。

這次的信息量十足：

• 鏈接依賴的 .o 路徑被完整的打印出來了
• 鏈接依賴的 FrameW 路徑被打印出來了
• 鏈接依賴的系統(tǒng)庫路徑被打印出來了

module 文件探究

現(xiàn)在局面很清晰了，ld 與 FrameW 的交互是通過上面日志中的 FrameW.framework/FrameW 文件完成的。如果我們能夠證明 FrameW.framework/FrameW ?文件與 module 沒有關(guān)系，就可以證明 ? ”module 與鏈接器沒有關(guān)系“。

下面，我們將依次分析 ?module 文件與 FrameW.framework/FrameW ?文件，并將兩者對比。

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如果對某些細節(jié)比較好奇，可以在公眾號底部留言，我們后續(xù)再分享 module 內(nèi)幕相關(guān)的知識。

module 文件特征

首先，我們進行編譯任務(wù)時，會發(fā)現(xiàn)有一個名為 -fmodules-cache-path 的參數(shù)，該參數(shù)的值是一個路徑ModuleCache：

?-fmodules-cache-path=/var/folders/4j/jqzrrjzn0nvgm4pyxrqddxnmm530jm/C/org.llvm.clang.xxxx/ModuleCache

• 通過 cd 命令切到該文件夾
• 通過 find 命令配合 grep 找到 FrameW-xxx.pcm
• 通過 file 命令，得知該文件是 Mach-O 文件
• 通過 otool -l grep sort，我們發(fā)現(xiàn)該文件最大的一個 section 體積是 0x000000000000d318
• 通過 0x000000000000d318 配合 otool -l 和 grep -B 3 ，我們知道它屬于 ?__CLANG __clangast 部分
• 通過 segedit 命令將該部分導(dǎo)出到單獨文件
• 通過 file ，我們了解到該文件屬于 data
• 通過 xxd 和 head 命令，我們可以得到 magic number 是 CPCH

• 通過 CPCH 和 llvm 源碼，我們可以判斷這是 ?AST/PCH file magic number

另外，結(jié)合 llvm 源碼的 llvm::Error GlobalModuleIndexBuilder::loadModuleFile 內(nèi)部邏輯，我們可以確認這個就是 動態(tài)庫module 進行編譯后的產(chǎn)物

通常上面的思考，我們可以得到以下結(jié)論：module 通常會被編譯為單獨的 mach-o 文件，該文件主要負責(zé)在 section:__CLANG __clangast 存儲編譯后的 ast 文件。

動態(tài)庫的特征

而 ld 鏈接的動態(tài)庫 FrameW.framework/FrameW 是 Mach-O 64-bit dynamically linked shared library arm64 文件

通過上面兩種文件的特征，我們可以證明 module 與鏈接器沒有關(guān)系。

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考慮到很多情況，我們沒法找到各種命令行工具進行分析，所以，下面介紹一份搜索引擎版本的探索流程

• 通過搜索引擎查找 “Xcode 教程”

• 通過 Xcode 教程了解構(gòu)建的完整步驟，并觀察其中的鏈接環(huán)節(jié)

• 通過 Xcode 的鏈接環(huán)節(jié)，我們可以發(fā)現(xiàn)真正執(zhí)行鏈接的二進制文件是 ld

• 通過搜索引擎查找“如何通過二進制文件找到對應(yīng)的源碼”

• 嘗試編譯鏈接器（遇到問題，可以通過網(wǎng)絡(luò)引擎搜索解決）

• 運行鏈接器，并分析鏈接器的源碼執(zhí)行路徑

注意：

1. Xcode 的構(gòu)建流程，筆者在上次分享的 llvm 編譯器高級用法：第三方庫插樁 有過簡單介紹，后面會有更加詳細的文章分享動態(tài)庫、靜態(tài)庫、APP 的構(gòu)建流程。

2. 通過二進制文件獲取源碼，筆者在上次分享的 iOS 崩潰排查技巧：如何獲取系統(tǒng)庫源碼，后面會有一篇升級版本的獲取系統(tǒng)庫源碼的方案。

四、總結(jié)和超越

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總結(jié) 是對整個學(xué)習(xí)成果的強化過程。

通過 ”初識“-”思考“-”探索” 三部曲，我們會學(xué)到很多知識。

不幸的是，人類的大腦很容易遺忘知識。所以，我們需要一些技巧將記憶強化。

總結(jié) 的方法有很多種，其中最高效的方案就是 費曼技巧。

費曼技巧 是一種「以教為學(xué)」的學(xué)習(xí)方式，通過直白淺顯的語言把復(fù)雜深奧的問題和知識傳授給 小孩子 的方式進行學(xué)習(xí)。

但是，費曼技巧 需要一個傾聽者才會有很好的學(xué)習(xí)效果。所以，我個人更加推薦將 學(xué)習(xí)筆記公開。

當(dāng)我們選擇將筆記發(fā)到公眾號或者個人博客時，就會強迫自己將整篇文章的知識理順，避免錯誤、遺漏。同時，也會有更多的同行幫我們 指出問題。

請記住，只有當(dāng)我們把相關(guān)的知識點完整串聯(lián)和記憶后，我們才能真正 超越自己，才能真正的 自我提升。

本文總結(jié)

本文通過一次完整的學(xué)習(xí)經(jīng)歷分享了 “如何自我學(xué)習(xí)/提升”的問題。

整體的思路如下：

• 初識：被灌輸知識的過程。
• 思考：主動消化知識的過程。
• 探索：手動進行研究的過程
• 總結(jié)和超越：完成自我提升的過程

后記

除了本文分享的知識外， 百度App Objective-C/Swift 組件化混編之路（二）- 工程化 還有很多的知識或者疑惑點值得研究，下面簡單的列舉幾個，歡迎讀者進行補充。

• .tbd 是文本類型，為什么原作者會認為 dynamic_library 的擴展名是 .tbd

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• dynamic_library：動態(tài)庫，Xcode 7 之前擴展名為 .dylib， Xcode 7 后是 .tbd ；目前官方環(huán)境并不允許為 iOS 平臺添加這種類型。

• swiftmodule 的依賴會傳遞嗎？有沒有優(yōu)雅的方式解決？

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  4.7 小知識：swiftmodule 的傳遞依賴性

  已知：有組件 A 依賴組件 B，組件 B 依賴組件 C 在 Objective-C 中，B 對外暴露的頭文件中引用了 C 的公開頭文件，我們叫組件 B 傳遞依賴 C，結(jié)果就是編譯組件 A 時必須同時能找到組件 B 和組件 C 的頭文件，否則編譯失敗。

  然而 Swift 并沒有公開頭文件一說，只要組件 B import C，導(dǎo)致 swiftmodule 中也明確標(biāo)記了 import C，當(dāng)組件 A import B 時，也同時 import C ，如果組件 A 找不到組件 C 的 module，那組件 A 將編譯失敗。

• 下面解決報錯的方案是依據(jù)什么原理？在不依賴 Xcode 的情況下，我們該如何解決？

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  6.3 App 鏈接一個 Swift 二進制時報錯？

  當(dāng)一個組件或產(chǎn)物需要鏈接其他 Swift 的產(chǎn)物時，比如 App、單測、動態(tài)庫等，需要告訴 Xcode 開啟 Swift 鏈接功能，開啟方法就是添加一個 Swift 文件，否則報錯。