C++、Java、Objective-C、Swift 二进制兼容测试

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。

代码地址：binary_compatibility_test。

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

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。

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。

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

https://yq.aliyun.com/articles/225948