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iOS应用构建与部署小结

2019-04-06

上篇文章介绍了Objective-C的基本概念,本文就来接着看如何创建我们的第一个简单iOS应用, 本着简单可复现的方式,我们会以尽可能小的成本来构建并在真机运行iOS应用。 也就是说, 不用越狱, 也无需开发者账号。当然,一台iPhone手机还是需要的,最好还有一台Mac。

Xcode

iOS的应用必须要用Xcode来创建,步骤很简单:

  1. 下载并打开Xcode
  2. 选择ios -> Single View Application
  3. 填写项目名、开发组、包名(Identifier)

项目创建成功后,目录结构如下:

$ tree HelloWorld/
HelloWorld/
├── HelloWorld
│   ├── AppDelegate.h
│   ├── AppDelegate.m
│   ├── Assets.xcassets
│   │   ├── AppIcon.appiconset
│   │   │   └── Contents.json
│   │   └── Contents.json
│   ├── Base.lproj
│   │   ├── LaunchScreen.storyboard
│   │   └── Main.storyboard
│   ├── Info.plist
│   ├── ViewController.h
│   ├── ViewController.m
│   └── main.m
└── HelloWorld.xcodeproj
    ├── project.pbxproj
    ├── project.xcworkspace
    │   ├── contents.xcworkspacedata
    │   ├── xcshareddata
    │   │   └── IDEWorkspaceChecks.plist
    │   └── xcuserdata
    │       └── pan.xcuserdatad
    │           └── UserInterfaceState.xcuserstate
    └── xcuserdata
        └── pan.xcuserdatad
            ├── xcdebugger
            │   └── Breakpoints_v2.xcbkptlist
            └── xcschemes
                └── xcschememanagement.plist

可以看到项目下有两个文夹,分别是源代码文件HelloWorld,以及工程文件HelloWorld.xcodeproj。 作为示例,我们可以修改ViewController.m文件,如下:

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    // 创建控件
    UILabel* label = [[UILabel alloc]init];
    label.text = @"Hello World";
    // 自适应大小
    [label sizeToFit];
    // 居中
    label.center = self.view.center;
    // 添加控件
    [self.view addSubview :label];
}


@end

这样,一个Hello World小程序就完成了,左上角运行按钮,即可编译并在模拟器中运行,如下:

imgSim.jpg

在源代码框下方Products区域也能看到编译出的HelloWorld.app。 是不是很简单?好我们今天的文章就这样结束了,… 才怪!

命令行编译

为了更好地了解编译过程,我们可以脱离Xcode IDE,在命令行编译该项目:

首先,在项目目录中查看Schemes:

$ xcodebuild -list -project HelloWorld.xcodeproj
Information about project "HelloWorld":
    Targets:
        HelloWorld

    Build Configurations:
        Debug
        Release

    If no build configuration is specified and -scheme is not passed then "Release" is used.

    Schemes:
        HelloWorld

然后,选择一个scheme进行编译,这里是HelloWorld:

$ xcodebuild -scheme HelloWorld build
note: Using new build system
note: Planning build
note: Using build description from disk
Build system information
error: Signing for "HelloWorld" requires a development team. Select a development team in the project editor. (in target 'HelloWorld')

** BUILD FAILED **

凹,编译失败了,签名出错,因为万恶的资本主义坏苹果要求必须要每年99$或者299$去购买 Apple Developer Program 会员资格才能对应用进行合法签名,从而发布并运行我们创建的app。

但是这里写的这个简单APP只需要在我自己的手机上运行,所以并不需要这一步,禁用签名进行编译即可:

$ xcodebuild -scheme HelloWorld build CODE_SIGN_IDENTITY="" CODE_SIGNING_REQUIRED=NO
Build settings from command line:
    CODE_SIGN_IDENTITY =
    CODE_SIGNING_REQUIRED = NO

note: Using new build system
note: Planning build
note: Constructing build description
Build system information
warning: HelloWorld isn't code signed but requires entitlements. It is not possible to add entitlements to a binary without signing it. (in target 'HelloWorld')
...
Validate /Users/pan/Library/Developer/Xcode/DerivedData/HelloWorld-dnyjqrgxcjjobvfzytzhtzpmjlmx/Build/Products/Debug-iphoneos/HelloWorld.app (in target: HelloWorld)
...
Touch /Users/pan/Library/Developer/Xcode/DerivedData/HelloWorld-dnyjqrgxcjjobvfzytzhtzpmjlmx/Build/Products/Debug-iphoneos/HelloWorld.app (in target: HelloWorld)
...
** BUILD SUCCEEDED **

编译成功了!中间省略了很多输出信息,这里就不贴了。值得一提的是,生成的app并不是在当前项目目录下, 而是在$HOME/Library/Developer/Xcode/DerivedData/$PROJECT-xxxx/{...}/HelloWorld.app中, xxxx看起来是一段随机数。HelloWorld.app就是一个传统的苹果应用,其目录结构如下:

$ tree HelloWorld.app
HelloWorld.app
├── Base.lproj
│   ├── LaunchScreen.storyboardc
│   │   ├── 01J-lp-oVM-view-Ze5-6b-2t3.nib
│   │   ├── Info.plist
│   │   └── UIViewController-01J-lp-oVM.nib
│   └── Main.storyboardc
│       ├── BYZ-38-t0r-view-8bC-Xf-vdC.nib
│       ├── Info.plist
│       └── UIViewController-BYZ-38-t0r.nib
├── HelloWorld
├── Info.plist
└── PkgInfo

其中HelloWorld就是ARM64的Mach-O文件:

$ file HelloWorld.app/HelloWorld
HelloWorld.app/HelloWorld: Mach-O 64-bit executable arm64

模拟器

iOS模拟器除了可以在Xcode启动,也可以通过命令行进行管理,如:

xcrun simctl help

查看具体帮助:

$ xcrun simctl help install
Install an app on a device.
Usage: simctl install <device> <path>

例如,我们要想在模拟器中启动上节编译好的HelloWorld.app,可以用以下命令:

# 查看当前设备列表,选择一个设备UDID
xcrun simctl list devices
# 打开并启动设备
open -a Simulator --args -CurrentDeviceUDID $UDID
# 在启动的设备中安装我们的应用,注意需要app支持x86架构
xcrun simctl install booted /path/to/HelloWorld.app

关于simctl的更多使用示例可以参考这篇文章

签名与ipa

上节说到我们可以不签名来编译APP,但对于真机而言,要想运行应用,签名是必须的。 在Xcode7以后,开发者可以只用自己的Apple ID来在自己的设备上运行iOS应用,设置如下:

imgSign.jpg

这样就可以通过USB在物理机上运行iOS应用了,不过要注意的是第一次启动时会提示不可信的开发者, 需要到设置-通用中进行信任。

什么是ipa

iOS应用与Android应用类似的一点是,最后安装到系统中的都是一个zip压缩包,对于Android而言后缀是apk, 而对于iOS而言则是ipa(iPhone Application Archive)。通常ipa会通过苹果加密(使用FairPlay DRM技术)。 所以一般我们想从手机上已经安装的应用还原出ipa需要先解密,也通常称为砸壳。

常见的解密方法有如下几种:

当然这些都是需要越狱的,在非越狱的机器上可以通过iMazing提取,热门应用可以直接在第三方应用商店下载, 比如AppCake

ipa打包

对于有源码的应用,我们可以使用Xcode进行打包,打包流程可以参考stackoverflow中的一个回答。 不过这需要有开发者账号。由于我们是自己使用,因此要找一种无需开发者账号的方法。

无需开发者账号的打包方式有很多,比如:

这里使用命令行方式进行打包(archive&export):

# archive
xcodebuild archive -project HelloWorld/HelloWorld.xcodeproj -scheme HelloWorld -configuration Debug  -archivePath ./build/HelloWorld

# export
xcodebuild -exportArchive -archivePath ./build/HelloWorld.xcarchive -exportOptionsPlist exportOptions.plist -exportPath ./build

这样就在./build目录下生成HelloWorld.ipa包了。其中exportOptions.plist如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
    <key>method</key>
    <string>development</string>
</dict>
</plist>

详细exportOptions的key/value值可以通过xcodebuild -help查看。

ipa安装

无需AppStore的ipa的安装方法有下面几种(欢迎补充):

  • 使用Apple Configurator 2 工具(只支持MacOS)
  • 使用Xcode安装
  • 使用OTA部署方式安装
  • 其他

使用Apple Configurator 2

Apple Configurator 2是苹果公司提供的一个部署和配置工具,可以直接从AppStore下载。 USB连接苹果手机后打开工具,图形界面操作,依次选择:

Add -> Apps -> Choose from my Mac

然后点击生成的ipa文件即可。不是很推荐这个工具,如果一定要用图形界面,还不如用下面的Xcode。

使用Xcode

同样是图形界面操作,USB连接手机后依次选择:

Window -> Devices and Simulators -> Devices

选择自己的手机后,点击+添加或者直接把ipa文件拖拽进来即可。

OTA部署

OTA部署支持使用HTTPS的方式部署和分发你的ipa包,一个示例OTA链接地址如下:

itms-services://?action=download-manifest&url=https://example.com/ota.plist

itms-services是苹果上的自定义协议,会根据action下载并处理目标plist文件, ota.plist内容如下:

<plist version="1.0">
  <dict>
    <key>items</key>
    <array>
      <dict>
        <key>assets</key>
        <array>
          <dict>
            <key>kind</key>
            <string>software-package</string>
            <key>url</key>
            <string>
              https://example.com/app.ipa
            </string>
          </dict>
        </array>
        <key>metadata</key>
        <dict>
          <key>bundle-identifier</key>
          <string>com.evilpan.helloworld</string>
          <key>bundle-version</key>
          <string>1</string>
          <key>kind</key>
          <string>software</string>
          <key>title</key>
          <string>一个有趣的APP</string>
        </dict>
      </dict>
    </array>
  </dict>
</plist>

解析后会从https://example.com/app.ipa下载应用,用户点击确定即可安装。 这里注意不论是ota.plist还是app.ipa的地址都是强制要求为HTTPS的, 因此若想以这种形式安装,还必须要去注册一个合法的SSL证书,也可以用免费的。

由于AppStore审核很严格,很多私人用的或者不合规的iOS软件都是通过OTA部署的形式分发的, 并且在会在安装说明中指引用户去设置->通用->描述文件与设备管理中手动点击信任该个人/企业开发者。

其他

除了上述方式,还有一些开源脚本可以帮助我们安装部署自己的应用,如ios-deploy, 只要连接USB输入以下命令即可安装:

$ ios-deploy -b HelloWorld.ipa
[....] Waiting for iOS device to be connected
------ Install phase ------
...
[ 65%] InstallingEmbeddedProfile
[ 70%] VerifyingApplication
[ 75%] CreatingContainer
[ 80%] InstallingApplication
[ 85%] PostflightingApplication
[ 90%] SandboxingApplication
[ 95%] GeneratingApplicationMap
[100%] Installed package HelloWorld.ipa

有点类似于Android的adb install,相当方便。个人建议直接使用源码编译而不是npm安装。

后记

本文从开发者的角度,介绍了iOS应用创建、编译、打包、测试、部署等方面, 从零开始构建并运行我们的第一个iOS程序。 既介绍了模拟器的安装测试方式, 也介绍了物理机上的打包和部署过程。其中很多地方尽可能的使用命令行去运行, 这有利于后续自动化的操作,也有利于我们理解各个选项所使用到的参数作用。

为了降低工作量,我们特地在没有越狱以及没有开发者账号的情况下完成上述操作。 下一篇,我们将尝试从攻击者的角度,实际“破解”一个iOS应用,Stay Tuned!

参考链接



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上一篇(较旧) Objective-C笔记

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