iOS代码覆盖率（一）-全量覆盖率自动化实践

作者：京东零售邓立兵

简介

这是一个统计基于 Swift & Objective-C 工程的代码覆盖率的自动化脚本。之所以做成 Pod ，是便于更好的复用，该 Pod 只包含了收集生成代码覆盖率的脚本。整体比较简单方便。

这里只将流程，咱不讲原理。后续另外介绍

使用

1、安装：

通过 CocoaPods 进行安装，在你的 Podfile 文件添加如下代码：

pod 'HDCoverage' 复制代码

然后 pod install 安装下载相关脚本文件。

2、关联脚本：

在项目的 Xcode 的 Build Phases 添加新的脚本（New Run Script Phase）（App在Build会执行该脚本）:

"${PODS_ROOT}/HDCoverage/HDCoverage/hd_coverage_env.sh" 复制代码

3、工程配置代码覆盖率参数：

这里本来是在 HDCoverage 有脚本支持的，但是基于对哪些模块（Pod作为独立模版）进行代码覆盖率，所以建议在 Podfile 自主添加如下代码灵活管理，详细说明如下：

1# 实现post_install Hooks
2# 需要收集Code Coverage的模块
3ntargets = Array['AFNetworking']
4
5require 'xcodeproj'
6post_install do |installer|
7  # 修改Pods中某一个模块的配置文件，好采集代码覆盖率，需要源码！
8  installer.pods_project.targets.each do |target|
9    target.build_configurations.each do |config|
10      if(config.name <=> 'Release') == 0
11        config.build_settings['OTHER_CFLAGS'] = '$(inherited)'
12        config.build_settings['OTHER_SWIFT_FLAGS'] = '$(inherited)'
13        config.build_settings['OTHER_LDFLAGS'] = '$(inherited)'
14        ntargets.each do |ntarget|
15          if(ntarget <=> target.name) == 0
16            config.build_settings['OTHER_CFLAGS'] = '$(inherited) -fprofile-instr-generate -fcoverage-mapping'
17            config.build_settings['OTHER_SWIFT_FLAGS'] = '$(inherited) -profile-generate -profile-coverage-mapping'
18            config.build_settings['OTHER_LDFLAGS'] = '$(inherited) -fprofile-instr-generate'
19            break
20          end
21        end
22        else
23        config.build_settings['OTHER_CFLAGS'] = '$(inherited)'
24        config.build_settings['OTHER_SWIFT_FLAGS'] = '$(inherited)'
25        config.build_settings['OTHER_LDFLAGS'] = '$(inherited)'
26      end
27    end
28  end
29  
30  # 修改主工程
31  project_path = './HDCoverage.xcodeproj'
32  project = Xcodeproj::Project.open(project_path)
33  puts project
34  project.targets.each do |target|
35    if(target.name <=> 'HDCoverageDemo') == 0
36      target.build_configurations.each do |config|
37        if ((config.name <=> 'Release') == 0 || (config.name <=> 'Debug') == 0)
38          # 设置预编译变量CODECOVERAGE
39          config.build_settings['GCC_PREPROCESSOR_DEFINITIONS'] = '$(inherited) CODECOVERAGE=1'
40          # OC代码覆盖率插桩配置
41          config.build_settings['OTHER_CFLAGS'] = '$(inherited) -fprofile-instr-generate -fcoverage-mapping'
42          # Swift代码覆盖率插桩配置
43          config.build_settings['OTHER_SWIFT_FLAGS'] = '$(inherited) -profile-generate -profile-coverage-mapping'
44          # 采集代码覆盖率配置
45          config.build_settings['OTHER_LDFLAGS'] = '$(inherited) -fprofile-instr-generate'
46          # Release需要设置，不然无法解析代码覆盖率
47          config.build_settings['SWIFT_OPTIMIZATION_LEVEL'] = '-Onone'
48          else
49          config.build_settings['OTHER_CFLAGS'] = '$(inherited)'
50          config.build_settings['OTHER_SWIFT_FLAGS'] = '$(inherited)'
51          config.build_settings['OTHER_LDFLAGS'] = '$(inherited)'
52          config.build_settings['SWIFT_OPTIMIZATION_LEVEL'] = ''
53        end
54      end
55    end
56  end
57  project.save()
58end

4、代码执行数据收集：

使用 GCC 无法满足同时兼容 Swift和 Objective-C ，所以这里是基于 LLVM 进行，官网文档。也可以参考笔者翻译的 Source-based Code Coverage ，完整详细的教程可以看 Source-based Code Coverage for Swift Step by Step。

4.1、首先在工程中申明 LLVM 几个关键的函数：

1#ifndef PROFILE_INSTRPROFILING_H_
2#define PROFILE_INSTRPROFILING_H_
3
4// https://clang.llvm.org/docs/SourceBasedCodeCoverage.html
5int __llvm_profile_runtime = 0;
6void __llvm_profile_initialize_file(void);
7const char *__llvm_profile_get_filename(void);
8void __llvm_profile_set_filename(const char *);
9int __llvm_profile_write_file(void);
10int __llvm_profile_register_write_file_atexit(void);
11const char *__llvm_profile_get_path_prefix(void);
12#endif /* PROFILE_INSTRPROFILING_H_ */

4.2、再次封装代码覆盖率相关API，便于上层更好使用（建议）：

class HDCoverageTools: NSObject { static var shared = HDCoverageTools()

1// 注意：动态库是需要单独注册，并且需要在动态库中执行\_\_llvm\_profile\_write\_file()
2// 
3func registerCoverage(moduleName: String) {
4    let name = "\\(moduleName).profraw"
5    print("registerCoverage, moduleName: \\(moduleName)")
6    let fileManager = FileManager.default
7    do {
8        let documentDirectory = try fileManager.url(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask, appropriateFor:nil, create:false)
9        let filePath: NSString = documentDirectory.appendingPathComponent(name).path as NSString
10        print("HDCoverageGather filePath: \\(filePath)")
11        \_\_llvm\_profile\_set\_filename(filePath.utf8String)
12    } catch {
13        print(error)
14    }
15    saveAndUpload()
16}
17
18// 合适的时机代码覆盖率上报
19func saveAndUpload() {
20    \_\_llvm\_profile\_write\_file()
21}
22

4.3、启动时刻，注册代码覆盖率API：

1func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {
2        HDCoverageTools.shared.registerCoverage(moduleName: "HDCoverageDemo")
3        return true
4}

4.4、在合适的时刻（按照大家的业务场景）将覆盖率数据写入制定的路径：

1func sceneDidEnterBackground(_ scene: UIScene) {
2        // 笔者这里测试，是在App进入后台后写入
3        DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: .now() + 0.1) { [self] in
4            HDCoverageTools.shared.saveAndUpload()
5        }
6    }

5、测试以便生成覆盖率数据：

以本工程的demo为例说明

5.1、在运行成功后，Finder 会自动弹出如下目录：

这里是在项目主工程生成 CoverageResult 目录，并且将生成代码覆盖率可视化的脚本 hd_parse_profraw.sh 拷贝到这里，将项目 HDCoverageDemo.app 拷贝过来，主要是获取其 Mach-O :

1$ tree -L 2
2.
3├── MachOFiles
4│   └── HDCoverageDemo.app
5├── Profraw
6└── hd_parse_profraw.sh

5.2、执行测试用例，这里我分别点击了："主工程(OC)-Case1/Case2"、"主工程(Swift)-Case2/Case3"、"Framework(OC)-Case1/Case2"、"FrameworkSwift)-Case2/Case3" 后，App退到后台

5.3、查看控制台，可以看到 profraw 文件：

1registerCoverage, moduleName: HDCoverageDemo
2HDCoverageGather filePath: /Users/denglibing/Library/Developer/CoreSimulator/Devices/5D01D4AA-40AE-4FC6-845C-391A94828EE3/data/Containers/Data/Application/283906A5-1681-44A5-8522-126D29D2F148/Documents/HDCoverageDemo.profraw
3

将 HDCoverageDemo.profraw 拷贝到 CoverageResult/Profraw 目录中；

5.4、执行 hd_parse_profraw.sh 脚本：

1$ tree -L 2
2.
3├── MachOFiles
4│   └── HDCoverageDemo.app
5├── Profraw
6│   └── HDCoverageDemo.profraw
7└── hd_parse_profraw.sh
8
9$ sh hd_parse_profraw.sh
10CoverageResult: /Users/denglibing/HDProject/iOSProject/SProject/hdcoverage/Example/CoverageResult/CoverageResult 
11machOFiles: /Users/denglibing/HDProject/iOSProject/SProject/hdcoverage/Example/CoverageResult/MachOFiles
12/Users/denglibing/HDProject/iOSProject/SProject/hdcoverage/Example/CoverageResult/CoverageResult 不存在，已经创建
13disposeProfrawFiles profraws: /Users/denglibing/HDProject/iOSProject/SProject/hdcoverage/Example/CoverageResult/Profraw
14disposeProfrawFiles profraw file: HDCoverageDemo.profraw
15===================================
16
17findMachOFileName: HDCoverageDemo
18findMachOFilePath: /Users/denglibing/HDProject/iOSProject/SProject/hdcoverage/Example/CoverageResult/MachOFiles/HDCoverageDemo.app/HDCoverageDemo
19===================================
20
21disposeProfrawToHtml, machoFileName: HDCoverageDemo machOFilePath: /Users/denglibing/HDProject/iOSProject/SProject/hdcoverage/Example/CoverageResult/MachOFiles/HDCoverageDemo.app/HDCoverageDemo

执行成功后将自动将可视化的代码覆盖率目录打开：

1$ tree -L 3
2.
3├── CoverageResult
4│   └── HDCoverageDemo
5│       ├── coverage
6│       ├── index.html
7│       └── style.css
8├── MachOFiles
9│   └── HDCoverageDemo.app
10│       ├── Base.lproj
11│       ├── Frameworks
12│       ├── HDCoverageDemo
13│       ├── Info.plist
14│       ├── PkgInfo
15│       └── _CodeSignature
16├── Profraw
17│   ├── HDCoverageDemo.profdata
18│   └── HDCoverageDemo.profraw
19└── hd_parse_profraw.sh
20
219 directories, 8 files
22复制代码

5.5、查看：打开 CoverageResult/HDCoverageDemo/index.html 即可得到本次测试的代码覆盖率情况：

点击某一个 Filename区域 可以查看详情，例如点击 HDOCFramework.m:

可以看出，tag == 3 的代码行数并没有执行到，这正和上面测试的 "Framework(OC)-Case1/Case2" 符合。

小结

全量代码覆盖率可以帮助开发者聚焦变动代码的逻辑缺陷，从而更好地避免线上问题。这里更多的是讲述基于 Swift & Objective-C 工程的 全量代码覆盖率 的方案，没有原理，只有简单的流程。中途尝试过多个方案，最终依靠 Cocoapods 能力将自动化脚本赋能出去。

但是实际开发过程，不可能每次都去关注全量代码覆盖率，下一篇继续介绍：iOS代码覆盖率（二）-增量覆盖率自动化实践

Demo及脚本源码地址，欢迎指导+Star

参考

Source-based Code Coverage for Swift Step by Step ：非常详细的Swift代码覆盖率教程，受益匪浅。

iOS 基于非Case的Code Coverage系统搭建 : 基于对OC项目的代码覆盖率介绍，提供了脚本化思路，收益匪浅。

llvm-profdata - Profile data tool：用于处理生成profdata命令

Source-based Code Coverage ：llvm官网基于源码对Swift和OC进行代码覆盖率

Source-based Code Coverage 中文版：llvm官网基于源码对Swift和OC进行代码覆盖率-笔者翻译（轻喷）