Tutorial do Bazel: criar um projeto Java

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Este tutorial aborda os conceitos básicos da criação de aplicativos Java com o Bazel. Você vai configurar seu espaço de trabalho e criar um projeto Java simples que ilustra os principais conceitos do Bazel, como destinos e arquivos BUILD.

Tempo estimado de conclusão: 30 minutos.

O que você vai aprender

Neste tutorial, você vai aprender a:

  • Criar um destino
  • Visualizar as dependências do projeto
  • Dividir o projeto em vários destinos e pacotes
  • Controlar a visibilidade do destino em pacotes
  • Fazer referência a destinos com rótulos
  • Implantar um destino

Antes de começar

Instalar o Bazel

Para se preparar para o tutorial, instale o Bazel se ele ainda não estiver instalado.

Instalar o JDK

  1. Instale o Java JDK (a versão preferencial é a 11, mas há suporte para versões entre 8 e 15).

  2. Defina a variável de ambiente JAVA_HOME para apontar para o JDK.

    • No Linux/macOS:

      export JAVA_HOME="$(dirname $(dirname $(realpath $(which javac))))"

    • No Windows:

      1. Abra o Painel de Controle.
      2. Acesse "Sistema e segurança" > "Sistema" > "Configurações avançadas do sistema" > guia "Avançadas" > "Variáveis de ambiente..." .
      3. Na lista "Variáveis do usuário" (a que está na parte de cima), clique em "Nova".
      4. No campo "Nome da variável", insira JAVA_HOME.
      5. Clique em "Procurar diretório...".
      6. Navegue até o diretório JDK (por exemplo, C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152).
      7. Clique em "OK" em todas as janelas de diálogo.

Fazer o download do projeto de exemplo

Extraia o projeto de exemplo do repositório do GitHub do Bazel:

git clone https://github.com/bazelbuild/examples

O projeto de exemplo deste tutorial está no diretório examples/java-tutorial e está estruturado da seguinte maneira:

java-tutorial
├── BUILD
├── src
│   └── main
│       └── java
│           └── com
│               └── example
│                   ├── cmdline
│                   │   ├── BUILD
│                   │   └── Runner.java
│                   ├── Greeting.java
│                   └── ProjectRunner.java
└── MODULE.bazel

Criação com o Bazel

Configurar o espaço de trabalho

Antes de criar um projeto, é preciso configurar o espaço de trabalho dele. Um espaço de trabalho é um diretório que contém os arquivos de origem do seu projeto e as saídas de build do Bazel. Ele também contém arquivos que o Bazel reconhece como especiais:

  • O arquivo MODULE.bazel, que identifica o diretório e o conteúdo dele como um espaço de trabalho do Bazel e reside na raiz da estrutura de diretórios do projeto.

  • Um ou mais arquivos BUILD, que informam ao Bazel como criar diferentes partes do projeto. Um diretório no espaço de trabalho que contém um arquivo BUILD é um pacote. Você vai aprender sobre os pacotes mais adiante neste tutorial.

Para designar um diretório como um espaço de trabalho do Bazel, crie um arquivo vazio chamado MODULE.bazel nesse diretório.

Quando o Bazel cria o projeto, todas as entradas e dependências precisam estar no mesmo espaço de trabalho. Os arquivos que residem em diferentes espaços de trabalho são independentes uns dos outros, a menos que estejam vinculados. Isso está além do escopo deste tutorial.

Entender o arquivo BUILD

Um arquivo BUILD contém vários tipos diferentes de instruções para o Bazel. O tipo mais importante é a regra de build, que informa ao Bazel como criar as saídas desejadas, como bibliotecas ou binários executáveis. Cada instância de uma regra de build no arquivo BUILD é chamada de target e aponta para um conjunto específico de arquivos de origem e dependências. Um destino também pode apontar para outros destinos.

Confira o arquivo java-tutorial/BUILD:

java_binary(
    name = "ProjectRunner",
    srcs = glob(["src/main/java/com/example/*.java"]),
)

No nosso exemplo, o destino ProjectRunner instancia a regra java_binary integrada do Bazel. A regra instrui o Bazel a criar um arquivo .jar e um script de shell wrapper (ambos com o nome do destino).

Os atributos no destino declaram explicitamente as dependências e opções. O atributo name é obrigatório, mas muitos são opcionais. Por exemplo, no destino da regra ProjectRunner, name é o nome do destino, srcs especifica os arquivos de origem que o Bazel usa para criar o destino, e main_class especifica a classe que contém o método principal. Você pode ter notado que nosso exemplo usa glob para transmitir um conjunto de arquivos de origem ao Bazel em vez de listá-los um por um.

Criar o projeto

Para criar seu projeto de exemplo, navegue até o diretório java-tutorial e execute:

bazel build //:ProjectRunner

No rótulo de destino, a parte // é o local do arquivo BUILD em relação à raiz do espaço de trabalho (nesse caso, a própria raiz), e ProjectRunner é o nome do destino no arquivo BUILD. Você vai aprender mais sobre os rótulos de destino no final deste tutorial.

O Bazel produz uma saída semelhante a esta:

   INFO: Found 1 target...
   Target //:ProjectRunner up-to-date:
      bazel-bin/ProjectRunner.jar
      bazel-bin/ProjectRunner
   INFO: Elapsed time: 1.021s, Critical Path: 0.83s

Parabéns, você acabou de criar seu primeiro destino do Bazel. Ele coloca as saídas de compilação no diretório bazel-bin na raiz do espaço de trabalho. Navegue pelo conteúdo para ter uma ideia da estrutura de saída do Bazel.

Agora teste o binário recém-criado:

bazel-bin/ProjectRunner

Analisar o gráfico de dependência

O Bazel exige que as dependências de build sejam declaradas explicitamente nos arquivos BUILD. O Bazel usa essas instruções para criar o gráfico de dependência do projeto, que permite builds incrementais precisos.

Para visualizar as dependências do projeto de exemplo, gere uma representação de texto do gráfico de dependência executando este comando na raiz do espaço de trabalho:

bazel query  --notool_deps --noimplicit_deps "deps(//:ProjectRunner)" --output graph

O comando acima instrui o Bazel a procurar todas as dependências do destino //:ProjectRunner (exceto o host e as dependências implícitas) e formatar a saída como um gráfico.

Depois, cole o texto no GraphViz.

Como você pode ver, o projeto tem um único destino que gera dois arquivos de origem sem dependências adicionais:

Gráfico de dependência do "ProjectRunner" de destino

Depois de configurar seu espaço de trabalho, criar seu projeto e examinar as dependências, você pode adicionar um pouco de complexidade.

Refinar o build do Bazel

Embora um único destino seja suficiente para projetos pequenos, é possível dividir projetos maiores em vários destinos e pacotes para permitir builds incrementais rápidos, ou seja, apenas reconstruir o que mudou, e acelerar seus builds criando várias partes de um projeto de uma só vez.

Especificar vários destinos de build

Você pode dividir o build do projeto de exemplo em dois destinos. Substitua o conteúdo do arquivo java-tutorial/BUILD pelo seguinte:

java_binary(
    name = "ProjectRunner",
    srcs = ["src/main/java/com/example/ProjectRunner.java"],
    main_class = "com.example.ProjectRunner",
    deps = [":greeter"],
)

java_library(
    name = "greeter",
    srcs = ["src/main/java/com/example/Greeting.java"],
)

Com essa configuração, o Bazel primeiro cria a biblioteca greeter e depois o binário ProjectRunner. O atributo deps em java_binary informa ao Bazel que a biblioteca greeter é necessária para criar o binário ProjectRunner.

Para criar essa nova versão do projeto, execute o seguinte comando:

bazel build //:ProjectRunner

O Bazel produz uma saída semelhante a esta:

INFO: Found 1 target...
Target //:ProjectRunner up-to-date:
  bazel-bin/ProjectRunner.jar
  bazel-bin/ProjectRunner
INFO: Elapsed time: 2.454s, Critical Path: 1.58s

Agora teste o binário recém-criado:

bazel-bin/ProjectRunner

Se você modificar ProjectRunner.java e recriar o projeto, o Bazel vai recompilá-lo.

No gráfico de dependências, é possível observar que ProjectRunner depende das mesmas entradas de antes, mas a estrutura do build é diferente:

Gráfico de dependência do destino "ProjectRunner" após adicionar uma dependência

Agora você criou o projeto com dois destinos. O destino ProjectRunner cria um arquivo de origem e depende de outro destino (:greeter), que cria um arquivo de origem extra.

Usar vários pacotes

Agora vamos dividir o projeto em vários pacotes. Se você observar o diretório src/main/java/com/example/cmdline, verá que ele também contém um arquivo BUILD, além de alguns arquivos de origem. Portanto, para o Bazel, o espaço de trabalho agora contém dois pacotes, //src/main/java/com/example/cmdline e //, já que há um arquivo BUILD na raiz do espaço de trabalho.

Confira o arquivo src/main/java/com/example/cmdline/BUILD:

java_binary(
    name = "runner",
    srcs = ["Runner.java"],
    main_class = "com.example.cmdline.Runner",
    deps = ["//:greeter"],
)

O destino runner depende do destino greeter no pacote // (por isso o rótulo de destino //:greeter). O Bazel sabe disso pelo atributo deps. Confira o gráfico de dependências:

Gráfico de dependência do "executor" de destino.

No entanto, para que o build seja bem-sucedido, você precisa fornecer explicitamente o destino runner na visibilidade //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD para destinos em //BUILD usando o atributo visibility. Isso acontece porque, por padrão, as segmentações são visíveis apenas para outras segmentações no mesmo arquivo BUILD. O Bazel usa a visibilidade de destino para evitar problemas, como bibliotecas que contêm detalhes de implementação vazando para APIs públicas.

Para fazer isso, adicione o atributo visibility ao destino greeter em java-tutorial/BUILD, conforme mostrado abaixo:

java_library(
    name = "greeter",
    srcs = ["src/main/java/com/example/Greeting.java"],
    visibility = ["//src/main/java/com/example/cmdline:__pkg__"],
)

Agora você pode criar o novo pacote executando o seguinte comando na raiz do espaço de trabalho:

bazel build //src/main/java/com/example/cmdline:runner

O Bazel produz uma saída semelhante a esta:

INFO: Found 1 target...
Target //src/main/java/com/example/cmdline:runner up-to-date:
  bazel-bin/src/main/java/com/example/cmdline/runner.jar
  bazel-bin/src/main/java/com/example/cmdline/runner
  INFO: Elapsed time: 1.576s, Critical Path: 0.81s

Agora teste o binário recém-criado:

./bazel-bin/src/main/java/com/example/cmdline/runner

Agora você modificou o projeto para criar dois pacotes, cada um contendo um destino, e entendeu as dependências entre eles.

Usar rótulos para referenciar segmentações

Em arquivos BUILD e na linha de comando, o Bazel usa rótulos de destino para referenciar destinos, por exemplo, //:ProjectRunner ou //src/main/java/com/example/cmdline:runner. A sintaxe é a seguinte:

//path/to/package:target-name

Se o destino for um destino de regra, path/to/package será o caminho para o diretório que contém o arquivo BUILD, e target-name será o nome que você deu ao destino no arquivo BUILD (o atributo name). Se o destino for um destino de arquivo, path/to/package será o caminho para a raiz do pacote e target-name será o nome do arquivo de destino, incluindo o caminho completo.

Ao fazer referência a destinos na raiz do repositório, o caminho do pacote fica vazio. Basta usar //:target-name. Ao referenciar destinos no mesmo arquivo BUILD, é possível pular o identificador raiz do espaço de trabalho // e usar apenas :target-name.

Por exemplo, para destinos no arquivo java-tutorial/BUILD, não era necessário especificar um caminho de pacote, já que a raiz do espaço de trabalho é um pacote (//) e os dois rótulos de destino eram simplesmente //:ProjectRunner e //:greeter.

No entanto, para destinos no arquivo //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD, você precisa especificar o caminho completo do pacote de //src/main/java/com/example/cmdline e o rótulo de destino era //src/main/java/com/example/cmdline:runner.

Criar um pacote de destino Java para implantação

Agora vamos empacotar um destino Java para implantação criando o binário com todas as dependências de execução. Isso permite executar o binário fora do ambiente de desenvolvimento.

Como você deve se lembrar, a regra de build java_binary produz um .jar e um script de shell de wrapper. Confira o conteúdo de runner.jar usando este comando:

jar tf bazel-bin/src/main/java/com/example/cmdline/runner.jar

O conteúdo é o seguinte:

META-INF/
META-INF/MANIFEST.MF
com/
com/example/
com/example/cmdline/
com/example/cmdline/Runner.class

Como você pode ver, runner.jar contém Runner.class, mas não a dependência Greeting.class. O script runner gerado pelo Bazel adiciona greeter.jar ao classpath. Se você deixar assim, ele será executado localmente, mas não será executado de forma independente em outra máquina. Felizmente, a regra java_binary permite criar um binário independente e implantável. Para criá-lo, anexe _deploy.jar ao nome do destino:

bazel build //src/main/java/com/example/cmdline:runner_deploy.jar

O Bazel produz uma saída semelhante a esta:

INFO: Found 1 target...
Target //src/main/java/com/example/cmdline:runner_deploy.jar up-to-date:
  bazel-bin/src/main/java/com/example/cmdline/runner_deploy.jar
INFO: Elapsed time: 1.700s, Critical Path: 0.23s

Você acabou de criar runner_deploy.jar, que pode ser executado de forma independente do ambiente de desenvolvimento, já que contém as dependências de execução necessárias. Confira o conteúdo desse JAR independente usando o mesmo comando de antes:

jar tf bazel-bin/src/main/java/com/example/cmdline/runner_deploy.jar

O conteúdo inclui todas as classes necessárias para execução:

META-INF/
META-INF/MANIFEST.MF
build-data.properties
com/
com/example/
com/example/cmdline/
com/example/cmdline/Runner.class
com/example/Greeting.class

Leitura adicional

Confira mais detalhes em:

Boa programação!