[WWDC18] Behind the Scenes of the Xcode Build Process

Behind the Scenes of the Xcode Build Process

Build System

Build Process

Build System -> Clang and Swift -> Linker

• 빌드 프로세스는 일련의 테스크를 실행하는 것

  Build Task Execution Order

  

  Build Task Dependency Order

  

• Build tasks are executed in dependency order

  Build Process Graph

  

Discovered Dependencies

Change Detection and Task Signatures

• 각 테스크는 시그니쳐를 갖고 있다. • 빌드 시스템은 이전과 현재 빌드의 각 테스크 시그니쳐를 트래킹하고 있다. • 하나의 테스크 실행을 결정하기위해 시그니쳐들을 비교한다.

How can you help the build system?

• 각 태스크의 실행 순서보다는 태스크 디펜던시에 대해 생각해봐야 한다.

좀 더 빠른 빌드를 위해..

• Declare Inputs and Outputs

  

• Avoid Auto-Link for Project Dependencies

• Add Explicit Dependencies

Clang Builds

What Is Clang?

Apple’s official compiler for the C language family • C • C++ • Objective-C • Objective-C++

Clang’s Two Feature

• Header Maps : Xcode빌드시스템과 clang 컴파일러간의 연결
• Clang Module : Clang speep up(header를 찾는 효율성 증가)

What Are Header Maps?

Common Project Issues with Header Maps

• 해더는 프로젝트의 일부가 아니다 • 같은 이름의 헤더들을 충돌없이 구분해야 한다

How do we find system headers?

Clang Modules

• On-disk cached header representation • Reusable • Faster build times

Module map

• Foundation Framework

  // Module Map - Foundation.framework/Modules/module.modulemap
   framework module Foundation [extern_c] [system] {
   umbrella header "Foundation.h"
   export *
   module * {
   export *
   }
   explicit module NSDebug {
   header "NSDebug.h"
   export *
   }
   }
  

  // Foundation.h
  ...
  #import <Foundation/NSScanner.h>
  #import <Foundation/NSSet.h>
  #import <Foundation/NSSortDescriptor.h>
  #import <Foundation/NSStream.h>
  #import <Foundation/NSString.h>
  #import <Foundation/NSTextCheckingResult.h>
  #import <Foundation/NSThread.h>
  #import <Foundation/NSTimeZone.h>
  ...
  

Module Cache

Swift Builds

Swift Does Not Have Headers

• 해더가 없기때문에 초보자들이 쉽게 시작할 수 있다 • 분리된 파일들에서 헤더선언이 중복되는 것을 피할 수 있다 • 컴파일러가 선언부분을 찾는것이 용이하다

Finding Declarations Within a Swift Target

• 컴파일러는 타겟안의 모든 파일을 대상으로 한다.
• Xcode 9: Repeated Work in Debug Builds • 각 파일을 분리해서 컴파일 • 페럴러하게 컴파일 하지만, 점점 복잡도가 증가 • 컴파일러는 선언한 부분을 찾기위해 반복적으로 파싱할수 밖에 없다
• Xcode 10: More Sharing in Debug Builds (NEW) • 여러 파일을 그룹화하여 공통의 컴파일 프로세스에 넣는다 • 하나의 프로세스안에서는 파싱한 부분을 공유한다 • 오직 프로세스간의 이동에서만 파싱을 반복한다

Finding Declarations from Objective-C

• 컴파일러는 Clang을 통해 Objective-c를 라이브러리화 한다
• Objective-C Declarations Come from Headers
  • Imported Objective-C frameworks:
    • Within frameworks that mix Swift and Objective-C
    • Within applications and unit test bundles
• Clang Importer Makes Methods More “Swifty”
• Rename Methods Based on Part of Speech

Generating Interfaces to Use in Objective-C

• Compiler Generates Objective-C Header
• Changing the Class Name in Objective-C

Linking

The Linker

• 마지막 테스크는 실행가능한 목적파일들을 빌드 하는 것
• 모든 컴파일러의 결과물을 하나의 파일로 결합함
• 두가지 종류의 파일들이 사용됨 • Object files (.o) • Libraries (.dylib, .tbd, .a)

Building Faster in Xcode

• 빌드 효율성 증가
• 리빌드 워크 감소

Increasing Build Efficiency

1. Parallelizing your build process

Game Dependency

• List of all targets to build

• Dependency between targets

• Serialized Build TimeLine

Parallelized Build Timeline

• 빌드의 양은 줄지 않는다
• 빌드하는 시간만 줄어든다
• 하드웨어의 이용이 증가한다

Parallelized Target Build Process (NEW)

• OLD : Target Build Process
• NEW : Parallelized Target Build Process
  • 소스 컴파일이 일찍 시작된다
  • 필요한 부분만 기다린다
  • Run Script phases는 꼭 기다려야 한다

2. Measuring your build time

Build With Timing Summary (NEW)

3. Dealing with complex expressions

a. Use Explicit Types for Complex Properties

• before

  struct ContrivedExample {
    var bigNumber = [4, 3, 2].reduce(1) { soFar, next in
        pow(next, soFar)
    }
  }
  

• after (: Double)

  struct ContrivedExample {
    var bigNumber: Double = [4, 3, 2].reduce(1) { soFar, next in
        pow(next, soFar)
    }
  }
  

b. Provide Types in Complex Closures

• before

  func sumNonOptional(i: Int?, j: Int?, k: Int?) -> Int? {
    return [i, j, k].reduce(0) { soFar, next in
        soFar != nil && next != nil ? soFar! + next! : (soFar != nil ? soFar! : (next != nil ? next! : nil))
    }
  }
  

• after

  func sumNonOptional(i: Int?, j: Int?, k: Int?) -> Int? {
    return [i, j, k].reduce(0) { (soFar: Int?, next: Int?) -> Int? in
        soFar != nil && next != nil ? soFar! + next! : (soFar != nil ? soFar! : (next != nil ? next! : nil))
    }
  }
  

c. Break Apart Complex Expressions

func sumNonOptional(i: Int?, j: Int?, k: Int?) -> Int? {
  return [i, j, k].reduce(0) { soFar, next in

    if soFar != nil && next != nil {
      return soFar! + next!
    }

    if soFar != nil {
      return soFar!
    }

    if next != nil { return next! }

    return nil
  }
}

func sumNonOptional(i: Int?, j: Int?, k: Int?) -> Int? {
  return [i, j, k].reduce(0) { soFar, next in

    if let soFar = soFar {
      if let next = next {
        return soFar + next
      }

      return soFar
    } else {
      return next
    }
  }
}

d. Use AnyObject Methods and Properties Sparingly

• 프로토콜 정의

Reducing the Work on Rebuilds

1. Declaring script inputs and outputs (Run Script Phases)

2. Understanding dependencies in Swift

a. Incremental Builds Are File-Based

b. Dependencies Within a Target Are Per-File

c. Cross-Target Dependencies Are Coarse-Grained

d. Swift Dependency Rules

• 컴파일러는 보수적
• 함수안에 내용이 바뀌어도 파일 인터페이스에는 영향을 안줌
• 모듈안의 디펜던시는 파일 단위
• 디펜던시간의 across 타겟은 전체 타겟

3. Limiting your Objective-C/Swift interface

a. Mixed-Source App Targets

b. Keep Your Generated Header Minimal (swift)

• Use private when possible
• Use block-based APIs
• Migrate to Swift 4
• Turn off “Swift 3 @objc Inference”

c. Keep Your Bridging Header Minimal (objective-c)

• Use categories to break up your interface
• before
• after

d. Less Content, Fewer Changes, Faster Builds

• 더 적은 컨텐츠, 더 적은 수정이 빌드를 빠르게 한다.

Reference

• https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2018/415/