Khung tranh tường

Báo cáo vấn đề Xem nguồn Nightly · 8.0 7.4 . 7.3 · 7.2 · 7.1 · 7.0 · 6.5

Mô hình đánh giá song song và mô hình tăng dần của Bazel.

Mô hình dữ liệu

Mô hình dữ liệu bao gồm các mục sau:

• SkyValue. Còn được gọi là nút. SkyValues là các đối tượng không thể thay đổi chứa tất cả dữ liệu được tạo trong quá trình xây dựng và dữ liệu đầu vào của bản dựng. Ví dụ: tệp đầu vào, tệp đầu ra, mục tiêu và mục tiêu đã định cấu hình.
• SkyKey. Một tên ngắn không thể thay đổi để tham chiếu đến SkyValue, ví dụ: FILECONTENTS:/tmp/foo hoặc PACKAGE://foo.
• SkyFunction. Tạo các nút dựa trên khoá và các nút phụ thuộc.
• Biểu đồ nút. Cấu trúc dữ liệu chứa mối quan hệ phần phụ thuộc giữa các nút.
• Skyframe. Tên mã cho khung đánh giá gia tăng mà Bazel dựa trên đó.

Đánh giá

Một bản dựng bao gồm việc đánh giá nút đại diện cho yêu cầu bản dựng (đây là trạng thái mà chúng ta đang hướng tới, nhưng có rất nhiều mã cũ cản trở). Trước tiên, SkyFunction của lớp này được tìm thấy và gọi bằng khoá của SkyKey cấp cao nhất. Sau đó, hàm này yêu cầu đánh giá các nút cần thiết để đánh giá nút cấp cao nhất, từ đó dẫn đến các lệnh gọi hàm khác, v.v. cho đến khi đạt đến các nút lá (thường là các nút đại diện cho tệp đầu vào trong hệ thống tệp). Cuối cùng, chúng ta sẽ có giá trị của SkyValue cấp cao nhất, một số hiệu ứng phụ (chẳng hạn như tệp đầu ra trong hệ thống tệp) và biểu đồ không tuần hoàn có hướng của các phần phụ thuộc giữa các nút có liên quan trong bản dựng.

SkyFunction có thể yêu cầu SkyKeys trong nhiều lượt nếu không thể biết trước tất cả các nút cần thiết để thực hiện công việc. Một ví dụ đơn giản là đánh giá nút tệp đầu vào hóa ra là một đường liên kết tượng trưng: hàm này cố gắng đọc tệp, nhận ra đó là một đường liên kết tượng trưng và do đó tìm nạp nút hệ thống tệp đại diện cho mục tiêu của đường liên kết tượng trưng. Nhưng chính đường dẫn đó cũng có thể là một đường liên kết tượng trưng, trong trường hợp đó, hàm ban đầu cũng cần tìm nạp mục tiêu của nó.

Các hàm được biểu thị trong mã bằng giao diện SkyFunction và các dịch vụ được cung cấp cho giao diện đó bằng một giao diện có tên là SkyFunction.Environment. Sau đây là những việc mà hàm có thể làm:

• Yêu cầu đánh giá một nút khác bằng cách gọi env.getValue. Nếu nút có sẵn, giá trị của nút đó sẽ được trả về, nếu không, null sẽ được trả về và hàm đó dự kiến sẽ trả về null. Trong trường hợp sau, nút phụ thuộc được đánh giá, sau đó trình tạo nút ban đầu được gọi lại, nhưng lần này, cùng một lệnh gọi env.getValue sẽ trả về một giá trị không phải null.
• Yêu cầu đánh giá nhiều nút khác bằng cách gọi env.getValues(). Về cơ bản, cách này cũng giống như vậy, ngoại trừ việc các nút phụ thuộc được đánh giá song song.
• Thực hiện tính toán trong quá trình gọi
• Có tác dụng phụ, chẳng hạn như ghi tệp vào hệ thống tệp. Bạn cần cẩn thận để hai hàm khác nhau không can thiệp vào nhau. Nhìn chung, bạn có thể ghi các hiệu ứng phụ (trong đó dữ liệu chảy ra từ Bazel) nhưng không thể đọc các hiệu ứng phụ (trong đó dữ liệu chảy vào Bazel mà không có phần phụ thuộc đã đăng ký) vì đó là phần phụ thuộc chưa đăng ký và do đó có thể gây ra các bản dựng gia tăng không chính xác.

Việc triển khai SkyFunction không được truy cập dữ liệu theo bất kỳ cách nào khác ngoài việc yêu cầu các phần phụ thuộc (chẳng hạn như bằng cách trực tiếp đọc hệ thống tệp), vì điều đó sẽ khiến Bazel không đăng ký phần phụ thuộc dữ liệu trên tệp đã đọc, do đó dẫn đến các bản dựng gia tăng không chính xác.

Khi có đủ dữ liệu để thực hiện công việc, hàm sẽ trả về một giá trị không phải null cho biết đã hoàn tất.

Chiến lược đánh giá này có một số lợi ích:

• Độ kín. Nếu các hàm chỉ yêu cầu dữ liệu đầu vào bằng cách phụ thuộc vào các nút khác, thì Bazel có thể đảm bảo rằng nếu trạng thái đầu vào giống nhau, thì dữ liệu trả về cũng giống nhau. Nếu tất cả hàm sky đều có tính chất xác định, thì toàn bộ bản dựng cũng sẽ có tính chất xác định.
• Tính tăng dần chính xác và hoàn hảo. Nếu tất cả dữ liệu đầu vào của tất cả hàm được ghi lại, Bazel chỉ có thể vô hiệu hoá chính xác tập hợp các nút cần vô hiệu hoá khi dữ liệu đầu vào thay đổi.
• Tính song song. Vì các hàm chỉ có thể tương tác với nhau bằng cách yêu cầu các phần phụ thuộc, nên các hàm không phụ thuộc vào nhau có thể chạy song song và Bazel có thể đảm bảo rằng kết quả sẽ giống như khi các hàm này chạy tuần tự.

Mức độ gia tăng

Vì các hàm chỉ có thể truy cập vào dữ liệu đầu vào bằng cách phụ thuộc vào các nút khác, nên Bazel có thể tạo một biểu đồ luồng dữ liệu hoàn chỉnh từ tệp đầu vào đến tệp đầu ra và sử dụng thông tin này để chỉ tạo lại những nút thực sự cần tạo lại: tập hợp các tệp đầu vào đã thay đổi.

Cụ thể, có hai chiến lược tăng dần có thể áp dụng: chiến lược từ dưới lên và chiến lược từ trên xuống. Cách nào tối ưu phụ thuộc vào biểu đồ phần phụ thuộc.

• Trong quá trình vô hiệu hoá từ dưới lên, sau khi một biểu đồ được tạo và tập hợp các dữ liệu đầu vào đã thay đổi được xác định, tất cả các nút phụ thuộc tuần tự vào các tệp đã thay đổi sẽ bị vô hiệu hoá. Đây là cách tối ưu nếu chúng ta biết rằng cùng một nút cấp cao nhất sẽ được tạo lại. Xin lưu ý rằng việc vô hiệu hoá từ dưới lên yêu cầu chạy stat() trên tất cả tệp đầu vào của bản dựng trước đó để xác định xem các tệp đó có bị thay đổi hay không. Bạn có thể cải thiện vấn đề này bằng cách sử dụng inotify hoặc một cơ chế tương tự để tìm hiểu về các tệp đã thay đổi.

• Trong quá trình vô hiệu hoá từ trên xuống, hệ thống sẽ kiểm tra tính chất đóng bắc cầu của nút cấp cao nhất và chỉ giữ lại những nút có tính chất đóng bắc cầu là sạch. Điều này sẽ tốt hơn nếu chúng ta biết rằng biểu đồ nút hiện tại rất lớn, nhưng chúng ta chỉ cần một tập hợp con nhỏ trong biểu đồ đó trong bản dựng tiếp theo: việc vô hiệu hoá từ dưới lên sẽ vô hiệu hoá biểu đồ lớn hơn của bản dựng đầu tiên, không giống như việc vô hiệu hoá từ trên xuống, chỉ đi qua biểu đồ nhỏ của bản dựng thứ hai.

Hiện tại, chúng tôi chỉ thực hiện việc vô hiệu hoá từ dưới lên.

Để tăng tính gia tăng, chúng ta sử dụng tính năng loại bỏ thay đổi: nếu một nút bị vô hiệu hoá, nhưng khi tạo lại, chúng ta phát hiện thấy giá trị mới của nút đó giống với giá trị cũ, thì các nút bị vô hiệu hoá do thay đổi trong nút này sẽ được "hồi sinh".

Điều này rất hữu ích, ví dụ: nếu bạn thay đổi một nhận xét trong tệp C++: thì tệp .o được tạo từ tệp đó sẽ giống nhau, do đó, chúng ta không cần gọi lại trình liên kết.

Liên kết / Biên dịch gia tăng

Hạn chế chính của mô hình này là việc vô hiệu hoá một nút là một vấn đề toàn bộ hoặc không có gì: khi một phần phụ thuộc thay đổi, nút phụ thuộc luôn được tạo lại từ đầu, ngay cả khi có một thuật toán tốt hơn sẽ thay đổi giá trị cũ của nút dựa trên các thay đổi. Sau đây là một số ví dụ về trường hợp hữu ích của tính năng này:

• Liên kết gia tăng
• Khi một tệp .class thay đổi trong .jar, về lý thuyết, chúng ta có thể sửa đổi tệp .jar thay vì tạo lại tệp đó từ đầu.

Lý do khiến Bazel hiện không hỗ trợ những việc này theo nguyên tắc (chúng tôi có một số biện pháp hỗ trợ việc liên kết gia tăng, nhưng không được triển khai trong Skyframe) là hai: chúng tôi chỉ có mức tăng hiệu suất hạn chế và khó đảm bảo rằng kết quả của quá trình đột biến giống với kết quả của quá trình tạo lại sạch sẽ, đồng thời Google đánh giá cao các bản dựng có thể lặp lại từng bit.

Cho đến nay, chúng ta luôn có thể đạt được hiệu suất đủ tốt bằng cách đơn giản là phân tích một bước xây dựng tốn kém và đạt được một phần đánh giá lại theo cách đó: phân tách tất cả các lớp trong một ứng dụng thành nhiều nhóm và tạo tệp dex riêng cho các lớp đó. Bằng cách này, nếu các lớp trong một nhóm không thay đổi, bạn không cần phải tạo lại tệp dex.

Liên kết với các khái niệm của Bazel

Dưới đây là thông tin tổng quan sơ lược về một số cách triển khai SkyFunction mà Bazel sử dụng để tạo bản dựng:

• FileStateValue. Kết quả của lstat(). Đối với các tệp hiện có, chúng tôi cũng tính toán thêm thông tin để phát hiện các thay đổi đối với tệp. Đây là nút cấp thấp nhất trong biểu đồ Skyframe và không có phần phụ thuộc.
• FileValue. Được sử dụng bởi mọi thứ quan tâm đến nội dung thực tế và/hoặc đường dẫn đã phân giải của tệp. Tuỳ thuộc vào FileStateValue tương ứng và mọi đường liên kết tượng trưng cần được phân giải (chẳng hạn như FileValue cho a/b cần đường dẫn đã phân giải của a và đường dẫn đã phân giải của a/b). Sự khác biệt giữa FileStateValue là quan trọng vì trong một số trường hợp (ví dụ: đánh giá glob hệ thống tệp (chẳng hạn như srcs=glob(["*/*.java"])), nội dung của tệp thực sự không cần thiết.
• DirectoryListingValue. Về cơ bản là kết quả của readdir(). Tuỳ thuộc vào FileValue được liên kết với thư mục.
• PackageValue. Biểu thị phiên bản đã phân tích cú pháp của tệp BUILD. Tuỳ thuộc vào FileValue của tệp BUILD được liên kết, đồng thời cũng tuỳ thuộc vào mọi DirectoryListingValue được dùng để phân giải glob trong gói (cấu trúc dữ liệu đại diện cho nội dung của tệp BUILD trong nội bộ)
• ConfiguredTargetValue. Biểu thị một mục tiêu đã định cấu hình, là một bộ dữ liệu gồm tập hợp các hành động được tạo trong quá trình phân tích một mục tiêu và thông tin được cung cấp cho các mục tiêu đã định cấu hình phụ thuộc vào mục tiêu này. Tuỳ thuộc vào PackageValue mà mục tiêu tương ứng nằm trong đó, ConfiguredTargetValues của các phần phụ thuộc trực tiếp và một nút đặc biệt đại diện cho cấu hình bản dựng.
• ArtifactValue. Biểu thị một tệp trong bản dựng, cho dù đó là nguồn hay cấu phần phần mềm đầu ra (cấu phần phần mềm gần tương đương với tệp và được dùng để tham chiếu đến tệp trong quá trình thực thi thực tế của các bước xây dựng). Đối với tệp nguồn, điều này phụ thuộc vào FileValue của nút được liên kết, đối với cấu phần phần mềm đầu ra, điều này phụ thuộc vào ActionExecutionValue của bất kỳ hành động nào tạo ra cấu phần phần mềm.
• ActionExecutionValue. Biểu thị việc thực thi một hành động. Tuỳ thuộc vào ArtifactValues của các tệp đầu vào. Thao tác mà nó thực thi hiện nằm trong khoá sky, điều này trái ngược với khái niệm rằng khoá sky phải nhỏ. Chúng tôi đang nỗ lực giải quyết sự khác biệt này (lưu ý rằng ActionExecutionValue và ArtifactValue không được sử dụng nếu chúng ta không chạy giai đoạn thực thi trên Skyframe).