Mac OS中carbon和cocoa的那些事
mac的全称你知道是什么吗？Macintosh，译名是麦金塔。
苹果电脑的第一个版本发布于1984年，其命名为Macintosh System 1，一直到第9个版本（1999年推出9.0版本），这些系统被统称为Classic Mac OS。而Classic Mac OS 最初使用 Pascal作为首要的开发语言，然而到了1990年，大部分的mac 软件、库都是使用c++进行开发的。
1985年，乔布斯离开苹果公司，独立创建了NEXT公司，开了NeXTSTEP操作系统，该系统基于Mach和BSD，**以object-c 为语言基础**完成[1](https://blog.cloudwai.com/archives/34/#fn-1)。1995年发布了最后一个版本3.3。NEXT公司后来和SUN公司合作将NEXTSTEP操作系统重新命名为OpenStep。
1996年，乔布斯重回苹果。[2](https://blog.cloudwai.com/archives/34/#fn-2)
苹果公司随后收购了NEXT公司，基于OPENSTEP，开发出了一个新的操作系统Rhapsody（狂想曲）。该系统为了与之前的Classic Mac OS 兼容，使用了一个新的策略：保留了大部分的OPENSTEP的对象库,移植了大部分的OPENSTREP的GUI的api，并命名为 "Yellow Box"（黄盒）。并添加了一个运行现有Mac OS软件的名为“Blue Box”（蓝盒）的模拟器。在这个模拟器中运行过去的软件。（因为过去的软件大部分是c++，而openstep基于object-c编写）
可以看到Rhapsody是openStep的一个直接继承，但是增加了一个模拟器用于兼容过去系统中的软件。即Rhapsody = 黄盒 + 蓝盒，其中的黄盒则基本上是openstep代码的一个重组。
这个改变在1997年的WWDC大会上公布，很多开发者不满，他们不希望他们的软件运行在一个可能不会更新的“Blue Box”的模拟器中。他们甚至把这个蓝盒子亲切的称为“惩罚盒子”。
正是这一个问题，乔布斯在1998年的WWDC大会上宣布，苹果会发布一个现代化的版本，并且很好的兼容过去的系统。
这正是carbon库的由来。carbon库基于c编写，而carbon框架也是苹果将Mac OSX带入市场的一个策略。
为了推出carbon，苹果对Rhapsody整个系统进行了修改，Rhapsody模型实际上是带有仿真器的OpenStep。在新系统中，苹果使用纯c重写了openStep中的被称为Foundation部分的许多底层代码，并命名为core foundation（所以core foundation是基于c，并是carbon框架的一部分）。而yellowbox中代码逐渐演变成了cocoa框架。
除此之外，carbon和cocoa则尽可能的共享通用代码。所以carbon和cocoa之间关于foundation模块中代码会进行一些函数映射，比如在cocoa中foundation kit 模块中，你可以随处看到类似 `typedef CGPoint NSPoint;`的数据结构和函数的映射，将NS的数据结构和api转换到CF中。
虽然这对cocoa的项目有一些性能影响，因为调用cocoa的一些函数还需要将对象方法转换成c。但是据苹果称使用了toll-free bridging的技术降低了这个影响。
carbon 发布于2000年，在2001年，苹果发布了Mac OSX第一个版本，这个X 即是10的意思。此后几乎所有的软件都在使用carbon，苹果的官方应用也是如此，如finder。
在新系统中，carbon和cocoa是peer关系。Rhapsody演变成了macosx，而yellowbox演变成了cocoa。
好景不长，2007年，苹果发布了Mac OSX 10.5，从这个版本开始，苹果开始过渡到64位的应用程序。与此同时，**苹果宣布64位的c编程环境不再提供与carbon的界面交互相关的api兼容。** [Introduction to 64-Bit Guide for Carbon Developers](https://web.archive.org/web/20090611041727/http://developer.apple.com/documentation/Carbon/Conceptual/Carbon64BitGuide/Introduction/Introduction.html) 当年的apple 开发者首页是这样介绍10.5的变化的：
> Most APIs in Mac OS X v10.5 are available to both 32-bit and 64-bit applications, but some APIs commonly used by Carbon applications are not. In particular, the APIs used to implement a Carbon user interface are generally available only to 32-bit applications. If you want to create a 64-bit application for Mac OS X, you need to use Cocoa to implement its user interface.
即与界面交互相关的api只能适用于32位的程序，否则需要使用cocoa来进行创建应用程序。
2012年，苹果发布了 OS X 10.8 版本。此时carbon大部分的api都已经被deprecated，但仍然可以使用，苹果并宣布不再更新carbon的框架内容。2017年苹果发布的10.13，苹果宣布此后的mac os 版本将不再支持32位应用程序，这一决定在mac os 10.15正式的生效了。
在命名前缀规则中，从一开始Mac OS X 到2012年发布的10.8中，命名前缀改成了OS X 10.8。一直到2016年发布的10.12版本及其之后的版本中中，命名的前缀又改成了Mac OS。
---
历史就到这里了，carbon已经完成了Mac OSX 的使命——发布现代化并且兼容旧系统程序的操作系统。但是随着64位应用程序的普及，mac已经不再推荐使用carbon。尽管如此，如果不使用界面库相关的api，carbon库实际上仍然可以在64位的应用程序中使用。
下面简单介绍cocoa和 carbon两个框架中包含的内容：
[carbon](https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_(API)#Architecture) 的一部分是来自于[Macintosh Toolbox](https://en.wikipedia.org/wiki/Macintosh_Toolbox)，Toolbox是Classic Mac OS中的一个库，是由许多manager组成。实现了很多高级功能，如绘制图形、菜单管理器、内存管理等等。
carbon最初来自于toolbox的重组，所以carbon也是由多个manager组成的。后续增加的代码大部分代码都是基于core foundation。
其中core foundation包含了下面几个模块：
* [Core Animation](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_Animation)
* [Core Audio](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_Audio)
* [Core Data](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_Data) 这个在cocoa中也包含了同样的代码，同样基于c开发
* [Core Graphics](https://en.wikipedia.org/wiki/Quartz_(graphics_layer)
* [Core Image](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_Image)
* [Core Location](https://en.wikipedia.org/wiki/IOS#Core_Location)
* [Core OpenGL](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_OpenGL)
* [Core Services](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_Services)
* [Core Text](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_Text)
* [Core Video](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_Video)
---
[cocoa](https://en.wikipedia.org/wiki/Cocoa_(API)) 包含了
* [Foundation Kit](https://en.wikipedia.org/wiki/Foundation_Kit) 作为openstep中的遗产，其类的前缀为NS，是一个通用的面向对象的库，提供字符串和值操作，容器和迭代，分布式计算，事件循环（运行循环）以及其他未直接与图形用户界面绑定的功能。拥有的class有
* 1.1 NSObject
* 1.2 NSString and NSMutableString
* 1.3 NSValue and NSNumber
* 1.4 NSArray and NSMutableArray
* 1.5 NSDictionary and NSMutableDictionary
* 1.6 NSSet and NSMutableSet
* 1.7 NSData and NSMutableData
* 1.8 NSDate, NSTimeZone and NSCalendar
* [AppKit](https://en.wikipedia.org/wiki/Application_Kit) 同样是openstep的遗产，其类和变量的前缀为NS，它包含可用于创建图形用户界面并与之交互的代码程序。拥有的class有：
* NSApplication，获得某个应用的对象
* NSWindow: 获得窗口的对象
* NSView
* NSResponder
* NSDocument
* NSController
* [core data](https://en.wikipedia.org/wiki/Core_Data) 是core foundation的一部分，也被包含在了cocoa中。
可以看到虽然cocoa和carbon 在很早是平行的关系，事实上他们的绘制窗口相关的界面库并不是相同的，界面的显示效果也是不同的。其中一个来自toolbox，另一个来自openstep。
---
如果简单粗略的说，其中
* cocoa = openstep中的大部分对象库-->foundation + openstep中的UI库-->Appkit + core data
* carbon = core foundation + toolbox重组过来的界面库
其中foundation kit 有很多与core foundation函数的映射，所以foundation.h中也包含了很多core foundation模块中的头文件。
## 参考资料
[macOS](https://zh.wikipedia.org/wiki/MacOS)
[Classic Mac OS](https://en.wikipedia.org/wiki/Classic_Mac_OS)
[cocoa](https://en.wikipedia.org/wiki/Cocoa_(API))
[Carbon (API)](https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_(API))
[Cocoa是什么](https://www.jianshu.com/p/e70dd6b19f25)
[OpenStep](https://en.wikipedia.org/wiki/OpenStep)
mac系统的整体架构复杂，历史很长，如有知识性的错误欢迎指出。
---
1. [NeXTSTEP](https://zh.wikipedia.org/wiki/NeXTSTEP)[↩](https://blog.cloudwai.com/archives/34/#fnref-1)
2. [史蒂夫·乔布斯](https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B2%E8%92%82%E5%A4%AB%C2%B7%E4%B9%94%E5%B8%83%E6%96%AF/85300)[↩](https://blog.cloudwai.com/archives/34/#fnref-2)