[ WWDC2018 ] – 用Xcode做更快的构建 Building Faster in Xcode

用新的Xcode 10，在构建项目时，性可以和开发者的效率有了很大提升。对于大型项目，此前Xcode构建过程很漫长，这种情况下开发人员可可以会分心并抱怨，但苹果已经做了少量努力来优化构建时间，尤其是Swift语言。一般来说构建时间与项目代码行数，依赖性以及使用于构建的机器配置等等多个因素相关。这次发布的Xcode 10和Swift编译器有多种新功可以，使Swift的构建比以往更快。

1.理解Xcode的Targets和依赖以及构建过程

Xcode构建过程是一系列用clang，ld，actool，ibtool等本地命令行工具进行的任务集合。它涉及编译和链接源代码，拷贝资源（如资源，StoryBoards，代码）用构建脚本以及其余方式签名和定制内容。一般来说，Xcode构建过程可以够以正确的顺序有效地自动完成这些任务，以便保证构建过程可靠。在Xcode9～10下，假如可可以的话，源文件的编译能并行进行，这样链接器能一次执行所有这些任务来准备应使用程序的可执行文件。

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Xcode构建系统会自动分析目标之间的依赖关系，并确定哪些任务能并行进行。

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Xcode项目由多个目标组成，构建时一个目标可可以依赖另一个或者多个目标。
Xcode目标需要指定构建的产品，例如我们可可以针对主应使用程序、单元测试或者UI测试有不同的目标。
当一个目标依赖另一个目标来构建，而后它创立依赖性，例如对iOS应使用程序进行单元测试时，我们首先需要构建主应使用程序，而后我们能构建单元测试目标来执行单元测试。
在Xcode构建阶段中，我们能用目标依赖关系明确指定目标依赖关系，并隐式用链接二进制库。

另外理解增量构建（Incremental Builds）的概念也很重要：假如我们不改变它，我们就不需要构建所有的东西。

通过观看这段 WWDC Session 408，我们会更多地理解Xcode背后的构建过程。为了加快构建过程，我们应该理解并尝试修改构建系统，通过识别和优化应使用程序中的依赖关系来更快地完成工作。这就是为什么理解Xcode构建过程在底层如何工作很重要。

2.理解并行构建

如上面所述，Xcode构建系统会自动分析目标之间的依赖关系，并确定哪些任务能并行进行。
一般来说构建的时间如下面所示。

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最简单时顺序构建目标需要时间，但没有完全利使用多核系统资源。假如可可以的话，构建目标将会非常慢。用Xcode 10，我们能并行化构建并分析项目板块间的依赖关系，从而显着减少构建时间。我们能通过编辑Xcode Scheme并在方案的构建操作中检查并行构建来启使用并行构建。参见如下选项

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在项目设置中确保选择了Parallelize Build和Find Implicit Dependencies，以确保我们取得最佳的Xcode性可以。假如可可以，并行化构建将确保构建并行运行，并且Find Implicit依赖性将检查项目内的所有依赖项，通常在“Link Binary with Library”构建阶段。 Xcode 10还引入了“并行化目标构建过程”的特性，这意味着依赖目标能尽快开始编译而不必等待第一个完成，但它必需等到第一个目标的“运行脚本”阶段！

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3.用新的构建系统

Apple在Xcode 9中推出了新的构建系统，但它并未默认启使用。但在用Xcode 10时，默认情况下，新的版本设置已被启使用，并从Xcode文件->项目/工作区设置修改

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假如我们用xcodebuild从命令行构建iOS项目，那么我们必需传递额外的参数-UseNewBuildSystem = YES这样也会用新的构建系统。新的构建系统称为xcbuild。

Apple的xcbuild的二进制文件位于路径下：

/Applications/Xcode.app/Contents/SharedFrameworks/XCBuild.framework/Versions/A/Support/xcbuild

4.改进运行脚本阶段

在Xcode中，构建阶段中，我们能增加自己设置运行脚本，以根据我们自己的项目需求构建过程。

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我们已经指定了输入文件到运行脚本阶段，这对于构建系统来决定能否需要运行脚原本执行依赖目标构建是非常重要的。在适使用的地方将输入文件提供给运行脚本始终是个好主意。当Xcode 10中的输入文件的数量增长时，给我们指定.xcfilelist格式的所有输入文件的方式，并且我们能在构建阶段将此文件增加为文件列表输入。
当没有输入文件，更改输入文件或者缺少输出文件时，Xcode构建系统将始终运行此构建阶段。增加这些文件非常重要，以避免在不需要时为所有增量构建运行此阶段。在运行脚本阶段的Xcode帮助中也有文档

我们能在帮助文档中查阅关于“运行脚本”阶段的更多信息。

5.处理循环依赖

Xcode 10，新的构建系统为我们分析了循环依赖，一旦项目里面有循环依赖的问题，我们需要解决并处理掉依赖的情况

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Xcode 10，里面的帮助系统也为我们处理解决循环依赖的情况提供了几点思路

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通过错误提醒与选项设置，我们能快速地找到依赖中的问题并解决处理。

6.分析构建时间

用Xcode 10，我们能用计时摘要来分析构建过程，从而帮助我们确定构建所花费的时间，并采取改进措施来发现问题缩短构建时间。
这个新功可以将显示构建系统执行的每个任务的时间安排，并且能在Xcode产品 ->执行操作 – >与时序汇总构建选项中找到。

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在这个条件下，我们构建所产生的输出如下面所示：

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此功可以也能用xcodebuild工具用命令行启使用：

$ xcodebuild -showBuildTimingSummary

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这将在日志中打印构建摘要时间。
这样我们能看到每一步构建花费的时间。
通过用这种技术，我们能分析出为了使构建更快而需要完成的工作。

7.编译模式与优化级别

在新的Xcode里面，Apple分离了编译设置“编译模式”和“优化级别”，以便我们能控制调试版本的编译机制。
编译模式是我们的项目如何构建的模式，我们能设置我们能否需要优化速度或者在调试模式下构建。在调试构建的情况下，整个优化并不总是需要的，这样我们能将此选项设置为调试的增量构建。
在Xcode 10中，默认编译模式设置为“增量构建”。

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当整个板块中止执行增量构建并在构建过程中构建所有文件时，这将大大加快构建速度。对于调试版本，“优化级别”版本设置能设置为“不优化”，对于版本版本，能设置为“优化速度”。我们能看到在Xcode 10中引入了一个新的选项，即“优化大小”，可使用于检查代码大小。这是通过编译应使用程序生成的机器代码，而不是应使用程序或者资产的大小。

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我们能看到Xcode 10默认启使用了正确的选项。假如不用这些选项，那么应该立即更改这些选项以从新的Xcode功可以中受益。

源码级别的改进要点

（1）在Debug Builds设置选项为Incremental

（2）分解解决复杂的表达式

（3）针对复杂的属性，用用精确的类型

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（4）在闭包里面提供精确的类型

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这些都会提高编译器的解决速度

8.正当地管理依赖关系

每个应使用程序都有内部或者外部的依赖关系，依赖可可以会减慢构建过程。正当地管理依赖关系是一个很好的做法，在项目中检查依赖关系并正确分类，以帮助Xcode构建系统以更好地执行。依赖关系来自Xcode项目中的各个位置，它们可可以是内置的比方头文件，目标依赖项或者隐式依赖关系，在链接二进制库，构建阶段依赖项或者方案顺序依赖项中。我们必需以更好的速度妥善管理它们

选择正确的依赖管了解决方案。
增加隐式依赖而不是显式依赖
管理项目和工作区，以便轻松访问所有代码
确定将依赖源代码放入存储库或者动态下载的策略。
用依赖管理的缓存策略来加速构建

在构建时，针对依赖关系，我们有下列能优化的要点
增量式构建都是基于文件的
源文件函数功可以的简单改变在构建时不会影响其它文件重新构建
源文件里面函数体外的改变，会影响导致相关文件的重新编译

另外编译器的解决过程都是比较保守的
函数体中的改变不影响文件整体的接口
module内的依赖是基于文件的
targets间的依赖是基于整个target的

9.编译优化

在编译优化加速方面，苹果提到了开发者最好需要限制源文件的接口，具体有下面几点：

（1）保持生成的头文件最小化

（2）在Swift中，用private尝试减少接口对外暴露

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（3）用基于block的API

（4）用category减少接口，这样减少了依赖关系，提高编译速度

（5）保持桥接的头文件最小化

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总结

通过session 408，我们理解到Xcode 10为我们针对构建提供很多辅助功可以；这些功可以能帮我们发现问题并处理问题，提高改进构建效率。
我们需要在后续开发中尽力用相关功可以，提高我们的开发效率。