作为一名 iOS 工程师，CocoaPods 是我们所不会陌生的。然而在我们的日常开发中，编写 CocoaPods 的 Ruby 语言我们可能不甚了解，更不要说 Bundler 以及 RVM 了。因此，当我们遇到一些 Ruby 环境相关的问题时，可能完全不知道发生了什么。如果恰好你对这两个工具做了什么感到好奇，那么，在这篇文章中，我会尽量由浅入深的去说明 RVM / Bundler 的原理和作用，帮助大家对 Ruby 的环境管理有一个更加深入的理解。

TLDR

使用 RVM 来安装 Ruby
gem install rubygems-bundler && gem regenerate_binstubs 可以让你免去每次都要在 pod install 之前添加 bundle exec 的痛苦

我们所使用的 Ruby 从哪里来？

我们都知道，macOS 是自带 Ruby 的。也就是说，当我们拿到一台新的 MacBook Pro，进入系统，打开终端执行 whereis ruby，我们会得到 /usr/bin/ruby 这样的结果。

在目前的 macOS 10.14 版本中，系统自带的 Ruby 版本为 2.3.7。

为什么需要使用 RVM？

在没有安装 RVM 或者 rbenv 这样的工具以前，大家在执行 gem install cococapods 这一行命令的时候一定会遇到这样的报错：

You don't have write permissions for the /Library/Ruby/Gems/2.3.0 directory

为什么会出现这样的错误？因为 gem 作为 Ruby 默认的包管理器，会将所有下载的 gem 安装在某个特定的目录下，我们暂且称呼这个目录为 Gem Path ，对于系统的 Ruby 来说，这个目录就是 /Library/Ruby/Gems/2.3.0，这是一个需要启用 sudo 才能写入的目录。这也就导致我们在每次 gem install 的时候都需要在命令之前增加 sudo 才能让命令正确执行。

为了解决这个问题，我们需要让 Gem Path 指向一个我们拥有写权限的目录。比较简单直接的办法就是我们利用 homebrew 去安装一个新的 Ruby。

似乎很完美，但有个问题：我们如何约束大家所有人都使用同样版本的 Ruby 呢？

答案是使用 Ruby 的版本管理工具。以 RVM 为例，当你安装 RVM 以后，你在命令行中执行的每一个 cd 命令其实都被 RVM 所替换了。RVM 会在每一次切换目录后检查当前目录中是否有 .ruby-version 文件，如果有，就检查当前使用的 Ruby 是否是文件中指定的版本。如果不是，他会给出类似 Required ruby-x.x.x is not installed 这样的警告。

在我司工程的早期阶段，我们除了使用 cocoapods，还需要使用 Ruby 编写一些打包和发布的脚本，而当时系统提供的 Ruby 版本还比较低（2.0.0），开发起来不太方便，而利用 RVM ，我们不仅可以方便的安装一个新版本的 Ruby，还可以利用 .ruby-version 来保证大家可以使用相同版本的 Ruby（尽管只是一个比较弱的约束）。

相信到这里，大家已经能够理解，在我们的项目中使用 RVM 是很有必要的。我们接下来看第二个问题：为什么要用 Bundler？

为什么要使用 Bundler？

为了回答这个问题，我们需要先把目光转向 gem，回顾一下 gem 诞生时要解决的问题。

gem 所要解决的问题

在 Ruby 中，如果你想使用另外一个 Ruby 文件中的内容，你需要使用 require 关键字来加载另外一个 Ruby 文件中的内容。require 会在 Ruby 预设的 $LOAD_PATH 中去查找对应的文件。你可以通过执行 ruby -e 'puts $LOAD_PATH' 来看看当前 Ruby 中的 $LOAD_PATH 都有什么内容。

例如如果你写了一个简单的 Ruby 脚本：

require 'foo'

当执行到 require 'foo' 这一行时, Ruby 就会在 $LOAD_PATH 中出现的所有目录下去查找是否有一个叫做 foo.rb 的文件。如果有，就去加载这个文件的内容。如果在所有的 $LOAD_PATH 中都没有找到这样的一个文件，Ruby 解释器就会抛出异常。异常通常长这个样子：

LoadError - cannot load such file -- foo

在没有 gem 以前，如果你想用别人已经写好的 Ruby 脚本，就需要手动把这些脚本下载下来，放到 $LOAD_PATH 中的某个目录下，然后你才能在你的脚本中正确的使用别人的脚本文件。这样的代码分发过程是非常原始而繁琐的。

为了解决这个问题，gem 横空出世，提供了这样的一个脚本分发解决方案：

首先用 gemspec 来描述你即将分发的脚本的元信息
利用 gem 提供的命令，将脚本打包成一个 .gem 文件（.gem 实质就是一个 POSIX tar archive），然后上传到服务器
当有其他人想要使用你的脚本时，执行 gem install 即可

前面的内容很好理解，我们来着重看一下执行 gem install 之后发生了什么。

当你执行 gem install foo 的时候，gem 会帮你把 foo.gem 下载下来，解压缩，放到一个目录下。一般这个目录都是我们前面提到 Gem Path 的子目录，我们这里暂时称其为 Gems Install Path。如果 foo 的 gemspec 中声明了对其他 gem 的依赖，gem install foo 还会帮你把 foo 所依赖的 gem 下载下来。

gem install 所做的事情其实很简单。但到此时 gem 还没有完全解决我们的问题：gem install 所安装的那些 gem 并不存在于 $LAOD_PATH 中，我们的 Ruby 脚本还是无法正确的引用到他们。

为了解决这个问题，gem 在自己被安装后，就去修改了 Ruby 中 require 的实现，使得 require 在执行的时候，除了 $LOAD_PATH，还会在 Gems Install Path 中查找文件（你可以通过执行 gem env | grep -A2 'GEM PATHS' 找到你的 gem 所安装的路径，GEMS INSTALL PATH 就在这个目录的 gems 子目录下）。当 gem 在 GEMS INSTALL PATH 中找到对应文件后，就会把这个路径加入到 $LOAD_PATH 中，然后调用 Ruby 本来的 require。此时由于 $LOAD_PATH 中增加了新的路径，require 就可以正确的加载到你所安装的 gem 的对应文件了。

这里我们可以做一个小实验，找一个没有 Gemfile 的目录执行 irb，然后依次输入注释以外的内容：

old_load_path = $LOAD_PATH.dup
require 'cocoapods'
new_load_path = $LOAD_PATH.dup
# 执行下面的代码可以看看 LOAD_PATH 数量的变化
"new: #{new_load_path.count} old: #{old_load_path.count}"
# 执行下面的代码可以看看 LOAD_PATH 到底变了什么。你会看到 cocoapods 以及他的依赖库所在的目录
new_load_path - old_load_path

至此，gem 已经完美解决了分发 Ruby 脚本的问题。当你想要使用任何一个别人已经提供好的 gem 的时候，只需要简单输入 gem install，你的脚本就可以快乐的使用这个 gem 了。

gem 所带来的新的问题

到目前为止，一切似乎很美好，但是随着 Ruby 应用于各种大型项目以后，Ruby 的开发者们发现了新的问题：当你的项目依赖了十几个 gem 后，新接手的人的配置环境时需要输入十几次 gem install 才能正确的配置好环境。

这样的事情开发者们当然不能忍，于是他们开始使用各种脚本文件将这个过程简化，这些脚本可能叫做 setup.sh ，他们的内容一般是这样的：

gem install foo
gem install bar

在这里我们暂时可以称呼类似这种 setup.sh 文件为 Gem List 文件，因为他就是一个装满了所有你需要安装的 Gem 的 List 🤓🤓🤓。

当 Ruby 的开发者们解决了批量安装 gem 的问题以后，他们又发现了新的问题：多版本环境不隔离。

什么意思？我们来举个例子说明一下这个问题。

假如你是一名 Ruby 开发者，你维护着一个你的项目 A，在这个项目中你使用了 2.0.0 版本的 foo。一段时间后，你又开始接手维护另外一个项目 B，不幸的是，这个项目最开始使用的 foo 的版本是 3.0.0。于是令人头疼的事情发生了：当你配置好了项目 B 的环境以后，你的机器上就会同时存在两个版本的 foo 的 gem。同时你会发现，你的项目 A 跑不起来了，因为你在运行项目 A 时，gem 默认会去找多个版本中最新的版本，于是在项目 A 中你用到了 3.0.0 版本的 foo 而不是 2.0.0 版本。

于是各种有趣但无奈的事情发生了：你的项目在你本地可能好好的，但是在服务器上就是不对。你查了好几天，发现是因为服务器上的另外一个项目装了一个高版本的 gem，导致服务器上的环境根本没法跑你的项目。你痛苦，你绝望，但你又无能为力 🤬🤬🤬。

即便你只维护一个项目，由于你的 Gem List 文件中并没有指定 gem 的版本号，所以很有可能一周前利用这个 Gem List 文件安装出来的 gem 和一周后安装出来的完全不同。以至于很久以前 Ruby 开发者们都会开玩笑：“你好啊新人，这是一台新的电脑，我们希望你能花一周把项目的依赖配置好，如果一切顺利的话”

Bundler 的解决方案

为了解决上面使用 gem 所产生的这些问题，Bundler 横空出世，提供给开发者两个救命一般的命令：

bundle install
bundle exec

bundle install 为我们提供了统一安装多个 gem 的便捷方式。在执行 bundle install 后，Bundler 会将他所使用的 Gem List 文件 —— Gemfile 中声明的 gem 全部安装，同时将此次决议的最终版本号保存在 Gemfile.lock 中，保证不同时刻不同机器执行 bundle install 能够安装同样版本的 gem。

bundle exec 则替我们解决了多版本环境不隔离的问题。当你执行 bundle exec 的时候，Bundler 会把 $LOAD_PATH 中不相干的那些 gem 的路径全都去掉，然后读取 Gemfile.lock 中的 gem 版本（如果没有 Gemfile.lock 会决议版本后创建一个 Gemfile.lock），保证 $LOAD_PATH 中只存在 Gemfile.lock 中已经固定版本的 gem 的路径。你可以执行一下下面两行代码，看看 $LOAD_PATH 的区别：

bundle exec ruby -e 'puts $LOAD_PATH'
ruby -e 'puts $LOAD_PATH'

Bundler 带来的新问题

至此，Bundler 已经很好的解决了 gem 安装和环境隔离的问题了，但是 Bundler 也带来了新的麻烦：每次我们执行 Ruby 相关的命令之前都要重复的输入 bundle exec 🤦🏻‍♂️🤦🏻‍♂️🤦🏻‍♂️。

还好 Ruby 的开发者们都很懒，他们开发了一个新的 gem —— rubygems-Bundler 来解决这个问题。当你安装这个 gem 以后，只要执行一次 gem regenerate_binstubs，rubygems-Bundler 就会帮你在任何 gem 安装的命令行执行之前检查一下当前目录以及父目录是否存在 Gemfile。如果存在，就自动帮你的命令行之前加上 bundle exec 再执行。完美的解决了这个问题。

小提示：1.11.0 以上版本的 RVM 在安装 Ruby 时，默认会安装 rubygems-Bundler。你可以通过 gem list rubygems-Bundler 来检查自己是否安装了这个 gem。如果你用 homebrew 安装 Ruby，则不会享受到这个隐藏的福利。

扩展练习：来看看一些常见的报错，现在你知道发生了什么了么？

练习一

LoadError - cannot load such file -- macho

答案：macho 这个文件不在 $LOAD_PATH 中，因此 Ruby 程序执行失败。如果有 Gemfile 应该先 bundle install。如果没有，手动 gem install macho

练习二

Could not find proper version of cocoapods (1.1.1) in any of the sources
Run `bundle install` to install missing gems.

答案：Gemfile.lock 中已经指定了 cocoapods 这个 gem 的版本为 1.1.1，但是当前 Gem Paths 中并没有安装 1.1.1 版本的 cocoapods，此时应该 bundle install

练习三

Required ruby-2.3.7 is not installed.
To install do: 'rvm install "ruby-2.3.7"'

答案：当前目录中的 .ruby-version 指定 Ruby 版本应该为 2.3.7，但是当前机器上并没有安装 2.3.7，为了以后不给自己挖坑，还是执行一下 rvm install 2.3.7 吧

参考

Rbenv — How it works
rbenv vs rvm
A Ruby workflow with RVM and Bundler
Bundler: The best way to manage a Ruby application's gems
How Bundler Works: A History of Ruby Dependency Management
A History of Bundles: 2010 to 2017
Understanding ruby load, require, gems, Bundler and rails autoloading from the bottom up
How does Bundler work, anyway?