iOS-编译过程
编译器
iOS编译和打包时，编译器直接将代码编译成机器码，然后直接在CPU上运行。而不用使用解释器运行代码。因为这样执行效率更高，运行速度更快。C，C++，OC都是使用的编译器生成相关的可执行文件。
解释器：解释器会在运行时解释执行代码，获取一段代码后就会将其翻译成目标代码（就是字节码（Bytecode）），然后一句一句地执行目标代码。也就是说是在运行时才去解析代码，比直接运行编译好的可执行文件自然效率就低，但是跑起来之后可以不用重启启动编译，直接修改代码即可看到效果，类似热更新，可以帮我们缩短整个程序的开发周期和功能更新周期。
编译器：把一种编程语言(原始语言)转换为另一种编程语言(目标语言)的程序叫做编译器
采用编译器生成机器码执行的好处是效率高，缺点是调试周期长。
解释器执行的好处是编写调试方便，缺点是执行效率低。
编译器分为前端和后端
- 前端：前端负责语法分析、词法分析，生成中间代码
- 后端：后端以中间代码作为输入，进行架构无关的代码优化，接着针对不同架构生成不同的机器码
在2007年之前LLVM使用GCC作为前端来对用户程序进行语义分析产生 IF(Intermidiate Format)。GCC系统庞大而笨重，因此，Apple决定从零开始写C、C++、Objective-C语言的前端Clang，以求完全替代掉GCC。
对于Apple来说Objective C/C/C++使用的编译器前端是clang,后端都是LLVM
LLVM 是编译器工具链技术的一个集合。而其中的 lld 项目，就是内置链接器。编译器会对每个文件进行编译，生成 Mach-O（可执行文件）；链接器会将项目中的多个 Mach-O 文件合并成一个。
编译过程
- 预处理：Clang会预处理你的代码，比如把宏嵌入到对应的位置、注释被删除，条件编译被处理
- 词法分析：词法分析器读入源文件的字符流，将他们组织称有意义的词素(lexeme)序列，对于每个词素，此法分析器产生词法单元（token）作为输出。并且会用Loc来记录位置。
- 语法分析：这一步是把词法分析生成的标记流，解析成一个抽象语法树（abstract syntax tree -- AST）,同样地，在这里面每一节点也都标记了其在源码中的位置。
AST 是抽象语法树，结构上比代码更精简，遍历起来更快，所以使用 AST 能够更快速地进行静态检查。 - 静态分析：把源码转化为抽象语法树之后，编译器就可以对这个树进行静态分析处理。静态分析会对代码进行错误检查，如出现方法被调用但是未定义、定义但是未使用的变量等，以此提高代码质量。当然，还可以通过使用 Xcode 自带的静态分析工具（Product -> Analyze)进行手动分析。最后 AST 会生成 IR，IR 是一种更接近机器码的语言，区别在于和平台无关，通过 IR 可以生成多份适合不同平台的机器码。静态分析的阶段会进行类型检查，比如给属性设置一个与其自身类型不相符的对象，编译器会给出一个可能使用不正确的警告。在此阶段也会检查时候有未使用过的变量等。
- 中间代码生成和优化：此阶段LLVM 会对代码进行编译优化，例如针对全局变量优化、循环优化、尾递归优化等，最后输出汇编代码xx.ll文件。
生成汇编代码： 汇编器LLVM会将汇编码转为机器码。此时的代码就是.o文件，即二进制文件。 - 链接：连接器把编译产生的.o文件和（dylib,a,tbd）文件，生成一个mach-o文件。mach-o文件级可执行文件。编译过程全部结束，生成了可执行文件Mach-O
连接器
Mach-O 文件里面的内容，主要就是代码和数据：代码是函数的定义；数据是全局变量的定义，包括全局变量的初始值。不管是代码还是数据，它们的实例都需要由符号将其关联起来。
为什么呢？因为 Mach-O 文件里的那些代码，比如 if、for、while 生成的机器指令序列，要操作的数据会存储在某个地方，变量符号就需要绑定到数据的存储地址。你写的代码还会引用其他的代码，引用的函数符号也需要绑定到该函数的地址上。而链接器的作用，就是完成变量、函数符号和其地址绑定这样的任务。而这里我们所说的符号，就可以理解为变量名和函数名。那为什么要让链接器做符号和地址绑定这样一件事儿呢？
如果地址和符号不做绑定的话，要让机器知道你在操作什么内存地址，你就需要在写代码时给每个指令设好内存地址。写这样的代码的过程，就像你直接在和不同平台的机器沟通，连编译生成 AST 和 IR 的步骤都省掉了，甚至优化平台相关的代码都需要你自己编写。
可读性和可维护性都会很差，比如修改代码后对地址的维护就会让你崩溃。而这种“崩溃”的罪魁祸首就是代码和内存地址绑定得太早。链接器为什么还要把项目中的多个 Mach-O 文件合并成一个
项目中文件之间的变量和接口函数都是相互依赖的，所以这时我们就需要通过链接器将项目中生成的多个 Mach-O 文件的符号和地址绑定起来。
没有这个绑定过程的话，单个文件生成的 Mach-O 文件是无法正常运行起来的。因为，如果运行时碰到调用在其他文件中实现的函数的情况时，就会找不到这个调用函数的地址，从而无法继续执行。
链接器在链接多个目标文件的过程中，会创建一个符号表，用于记录所有已定义的和所有未定义的符号。链接时如果出现相同符号的情况，就会出现“ld: dumplicate symbols”的错误信息；如果在其他目标文件里没有找到符号，就会提示“Undefined symbols”的错误信息。
链接器做了什么
- 在项目文件中查找目标代码文件里没有定义的变量
- 扫描项目中的不同文件，将所有符号定义和引用地址收集起来，并放到全局符号表中
- 计算合并后长度及位置，生成同类型的段进行合并，建立绑定
- 对项目中不同文件里的变量进行地址重定位
- 去除无用函数：链接器在整理函数的调用关系时，会以 main 函数为源头，跟随每个引用，并将其标记为 live。跟随完成后，那些未被标记 live 的函数，就是无用函数。然后，链接器可以通过打开 Dead code stripping 开关，来开启自动去除无用代码的功能。并且，这个开关是默认开启的。
动态库链接
在真实的 iOS 开发中，你会发现很多功能都是现成可用的，比如 系统库、GUI 框架、I/O、网络等。链接这些共享库到你的 Mach-O 文件，也是通过链接器来完成的。
链接的共用库分为静态库和动态库：静态库是编译时链接的库，需要链接进你的 Mach-O 文件里，如果需要更新就要重新编译一次，无法动态加载和更新；而动态库是运行时链接的库，使用 dyld 就可以实现动态加载。加载过程开始会修正地址偏移，iOS 会用 ASLR 来做地址偏移避免攻击，确定 Non-Lazy Pointer 地址进行符号地址绑定，加载所有类，最后执行 load 方法和 Clang Attribute 的 constructor 修饰函数。每个函数、全局变量和类都是通过符号的形式定义和使用的，当把目标文件链接成一个 Mach-O 文件时，链接器在目标文件和动态库之间对符号做解析处理。
编译和启动速度
编译阶段由于有了链接器，代码可以写在不同的文件里，每个文件都能够独立编成 Mach-O 文件进行标记。编译器可以根据你修改的文件范围来减少编译，通过这种方式提高每次编译的速度。
这也是为什么文件越多，链接器链接 Mach-O 文件所需绑定的遍历操作就会越多，编译速度也会越慢。
