iOS前端编译器扩展——Clang

作者：周彬涵 2022-11-24 13:05:27移动开发 iOS Clang在iOS代码编译中主要用于C/C++、端编Objective-C的译器前端编译工作，Clang属于llvm编译链的扩展一部分，是端编llvm的前端编译器。

Part 01、译器了解Clang   

众所周知，扩展编译器一般分为前端和后端，端编编译器前端主要负责预处理、译器词法分析、扩展语法分析、端编语法检查、译器生成中间代码等与底层计算机架构无关的扩展工作。

后端以中间代码为输入，端编首先进行架构无关的译器代码优化，之后针对不同的扩展机器架构生成不同的机器码，进行汇编链接。

Clang在iOS代码编译中主要用于C/C++、Objective-C的前端编译工作，Clang属于llvm编译链的一部分，是llvm的前端编译器。我们可以通过Clang开放出来的API接口对源码进行自定义处理，如静态代码检查、编译流程控制、代码查找提示补全等功能。Clang工具针对的对象正是AST——语法分析的结果，抽象语法树（abstract syntax tree）。

一个AST的简单例子：

Clang工具可以遍历读取AST上的每一个节点，并对节点对应的代码进行查询、修改操作。Clang插件更能够直接集成进iOS的编译流程中，控制输出自定义的编译告警、错误，控制编译流程。

Part 02、Clang工具的选择  

Clang大体包含三种不同的工具，libClang、Clang插件和libTooling。Clang插件和libTooling代码类似，关于AST的所有信息都通过ASTContext上下文返回，并且对AST有完全的控制权。而libClang不同，它通过封装好的稳定高层C API进行访问，利用Cursor和Token递归遍历，不能对AST进行完全控制。三者的优缺点如下：

1. libClanglibClang是针对Clang的稳定高层C语言封装，当你无需对AST进行完全控制时，libClang是使用最简单最合适的工具，应该首先考虑使用。其次，它只能作为独立工具使用，不能嵌入当前项目的编译流程。

• 优点：可以使用XCode或Python进行集成开发，拥有稳定的高层API，使用简单；
• 缺点：不能全量控制AST，不能嵌入编译流程。

2. Clang插件Clang插件允许在代码的编译流程中额外插入一些操作，比如在编译的过程中打印特殊字符或者警告，甚至中断编译。

• 优点：能够嵌入编译流程开启或中断编译，打印自定义告警和错误，并对AST进行全量控制；
• 缺点：代码编写复杂，集成Clang插件会降低原本的编译速度。​

3. libToolinglibTooling是一个基于C的用于编写独立工具的Clang工具，这点类似于libClang，但是它只能用C编写并且功能更强大，对AST能够全量控制。

• 优点：对工程文件全量的处理，对AST的全量控制；
• 缺点：不能嵌入编译流程，对Clang的升级较为敏感，API不稳定。

这三个工具，从上到下，兼容性越来越差，对Clang升级变化越来越敏感，使用越来越复杂，但是功能越来越强大。

Part 03、Clang的具体应用 

在和家亲中Clang的应用正在初步展开，我们使用libClang遍历项目中的每一个源文件，找到项目中所有关于图片名称的字符串描述，图片名称往往以固定字符串的形式出现，从而判断在我们的工程中，哪些图片已经被使用而哪些已经没有在用了，进行包的大小优化。

我们使用Clang插件对已在工程中定义的却没有在工程中使用的类、方法进行告警提示。方法是：首先利用Clang插件的VisitObjCInterfaceDecl和VisitObjCMethodDecl方法找出工程中所有的类定义和方法定义，再利用VisitObjCMessageExpr和VisitObjCSelectorExpr找到所有的消息发送，在iOS中方法的调用是通过消息发送的形式进行的，对于那些没有在消息发送列表中出现的类和方法，我们认为这些类和方法未被使用，从而直接在编译的时候进行告警提示。将插件在编译器中集成即可使用。

责任编辑：庞桂玉 来源： 移动Labs ClangiOS

(责任编辑：综合)