アスペクト

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このページでは、アスペクトの基本とメリットについて説明します。また、簡単な例と高度な例を示します。

アスペクトを使用すると、ビルド依存関係グラフに追加情報とアクションを追加できます。アスペクトが役立つ一般的なシナリオは次のとおりです。

  • Bazel を統合する IDE では、アスペクトを使用してプロジェクトに関する情報を収集できます。
  • コード生成ツールは、アスペクトを活用して、ターゲットに依存しない方法で入力を実行できます。たとえば、BUILD ファイルでは protobuf ライブラリ定義の階層を指定できます。また、言語固有のルールでは、アスペクトを使用して、特定の言語の protobuf サポートコードを生成するアクションをアタッチできます。

アスペクトの基本

BUILD ファイルには、プロジェクトのソースコードの説明(プロジェクトに含まれるソースファイル、これらのファイルからビルドするアーティファクト(ターゲット)、これらのファイル間の依存関係など)が記述されています。Bazel はこの情報を使用してビルドを実行します。つまり、アーティファクトの生成に必要な一連のアクション(コンパイラやリンカーの実行など)を特定し、それらのアクションを実行します。Bazel では、ターゲット間の依存関係グラフを作成し、このグラフにアクセスしてこれらのアクションを収集します。

次の BUILD ファイルについて考えてみましょう。

java_library(name = 'W', ...)
java_library(name = 'Y', deps = [':W'], ...)
java_library(name = 'Z', deps = [':W'], ...)
java_library(name = 'Q', ...)
java_library(name = 'T', deps = [':Q'], ...)
java_library(name = 'X', deps = [':Y',':Z'], runtime_deps = [':T'], ...)

この BUILD ファイルは、次の図に示す依存関係グラフを定義します。

グラフを作成する

図 1. BUILD ファイルの依存関係グラフ。

Bazel は、上記の例のすべてのターゲットに対して、対応するルール(この場合は「java_library」)の実装関数を呼び出して、この依存関係グラフを分析します。ルール実装関数は、.jar ファイルなどのアーティファクトをビルドするアクションを生成し、それらのアーティファクトの場所や名前などの情報をプロバイダ内のターゲットの逆依存関係に渡します。

アスペクトは、アクションを生成してプロバイダを返す実装関数を持つという点でルールと似ています。ただし、その強みは、依存関係グラフが構築される方法にあります。アスペクトには、実装と、その実装に伝播されるすべての属性のリストがあります。「deps」という名前の属性に沿って伝播するアスペクト A について考えてみましょう。このアスペクトはターゲット X に適用され、アスペクト適用ノード A(X) が生成されます。適用時に、アスペクト A は X が「deps」属性で参照するすべてのターゲット(A の伝播リスト内のすべての属性)に再帰的に適用されます。

したがって、アスペクト A をターゲット X に適用する単一のアクションにより、次の図に示すターゲットの元の依存関係グラフの「シャドウグラフ」が生成されます。

アスペクトを使用してグラフを作成する

図 2. アスペクトを含むグラフを作成する。

シャドウの対象となるエッジは、伝播セット内の属性に沿ったエッジのみであるため、この例では runtime_deps エッジはシャドウされません。アスペクト実装関数は、元のグラフのノードでルール実装が呼び出されるのと同様に、シャドウグラフ内のすべてのノードで呼び出されます。

簡単な例

この例では、ルールと、deps 属性を持つすべての依存関係のソースファイルを再帰的に出力する方法を示します。アスペクトの実装、アスペクトの定義、Bazel コマンドラインからアスペクトを呼び出す方法を示しています。

def _print_aspect_impl(target, ctx):
    # Make sure the rule has a srcs attribute.
    if hasattr(ctx.rule.attr, 'srcs'):
        # Iterate through the files that make up the sources and
        # print their paths.
        for src in ctx.rule.attr.srcs:
            for f in src.files.to_list():
                print(f.path)
    return []

print_aspect = aspect(
    implementation = _print_aspect_impl,
    attr_aspects = ['deps'],
)

例をパーツに分解して、それぞれを個別に見てみましょう。

アスペクトの定義

print_aspect = aspect(
    implementation = _print_aspect_impl,
    attr_aspects = ['deps'],
)

アスペクト定義はルール定義に似ており、aspect 関数を使用して定義されます。

ルールと同様に、アスペクトには実装関数があります。この場合は _print_aspect_impl です。

attr_aspects は、アスペクトが伝播されるルール属性のリストです。この場合、アスペクトは適用先のルールの deps 属性に沿って伝播されます。

attr_aspects のもう 1 つの一般的な引数は ['*'] です。これは、アスペクトをルールのすべての属性に伝播します。

Aspect の実装

def _print_aspect_impl(target, ctx):
    # Make sure the rule has a srcs attribute.
    if hasattr(ctx.rule.attr, 'srcs'):
        # Iterate through the files that make up the sources and
        # print their paths.
        for src in ctx.rule.attr.srcs:
            for f in src.files.to_list():
                print(f.path)
    return []

Aspect 実装関数はルール実装関数に似ています。プロバイダを返します。アクションを生成できます。2 つの引数を取ります。

  • target: アスペクトが適用されるターゲット
  • ctx: 属性にアクセスして出力とアクションを生成するのに使用できる ctx オブジェクト。

実装関数は、ctx.rule.attr を介してターゲット ルールの属性にアクセスできます。適用先のターゲットから提供されるプロバイダを(target 引数を介して)調べることができます。

プロバイダのリストを返すには、アスペクトが必要です。この例では、アスペクトが何も提供しないため、空のリストが返されます。

コマンドラインを使用してアスペクトを呼び出す

アスペクトを適用する最も簡単な方法は、コマンドラインから --aspects 引数を使用することです。上記の側面が print.bzl という名前のファイルで定義されているとします。

bazel build //MyExample:example --aspects print.bzl%print_aspect

print_aspect は、ターゲット example と、deps 属性を介して再帰的にアクセスできるすべてのターゲット ルールに適用されます。

--aspects フラグは、<extension file label>%<aspect top-level name> 形式のアスペクトの指定である引数を 1 つ受け取ります。

高度な例

次の例は、ターゲット内のファイルをカウントし、拡張子でフィルタリングするターゲットルールの要素を使用する方法を示しています。プロバイダを使用して値を返す方法、パラメータを使用してアスペクトの実装に引数を渡す方法、ルールからアスペクトを呼び出す方法を示します。

file_count.bzl ファイル:

FileCountInfo = provider(
    fields = {
        'count' : 'number of files'
    }
)

def _file_count_aspect_impl(target, ctx):
    count = 0
    # Make sure the rule has a srcs attribute.
    if hasattr(ctx.rule.attr, 'srcs'):
        # Iterate through the sources counting files
        for src in ctx.rule.attr.srcs:
            for f in src.files.to_list():
                if ctx.attr.extension == '*' or ctx.attr.extension == f.extension:
                    count = count + 1
    # Get the counts from our dependencies.
    for dep in ctx.rule.attr.deps:
        count = count + dep[FileCountInfo].count
    return [FileCountInfo(count = count)]

file_count_aspect = aspect(
    implementation = _file_count_aspect_impl,
    attr_aspects = ['deps'],
    attrs = {
        'extension' : attr.string(values = ['*', 'h', 'cc']),
    }
)

def _file_count_rule_impl(ctx):
    for dep in ctx.attr.deps:
        print(dep[FileCountInfo].count)

file_count_rule = rule(
    implementation = _file_count_rule_impl,
    attrs = {
        'deps' : attr.label_list(aspects = [file_count_aspect]),
        'extension' : attr.string(default = '*'),
    },
)

BUILD.bazel ファイル:

load('//:file_count.bzl', 'file_count_rule')

cc_library(
    name = 'lib',
    srcs = [
        'lib.h',
        'lib.cc',
    ],
)

cc_binary(
    name = 'app',
    srcs = [
        'app.h',
        'app.cc',
        'main.cc',
    ],
    deps = ['lib'],
)

file_count_rule(
    name = 'file_count',
    deps = ['app'],
    extension = 'h',
)

アスペクトの定義

file_count_aspect = aspect(
    implementation = _file_count_aspect_impl,
    attr_aspects = ['deps'],
    attrs = {
        'extension' : attr.string(values = ['*', 'h', 'cc']),
    }
)

次の例は、deps 属性を通じてアスペクトが伝播される方法を示しています。

attrs は、アスペクトの属性セットを定義します。公開アスペクトの属性は string 型で、パラメータと呼ばれます。パラメータには values 属性を指定する必要があります。この例では、extension というパラメータがあり、値として「*」、「h」、「cc」を指定できます。

アスペクトのパラメータ値は、アスペクトをリクエストするルールと同じ名前の文字列属性から取得されます(file_count_rule の定義を参照)。パラメータを定義する構文がないため、パラメータを含むアスペクトはコマンドラインから使用できません。

アスペクトには、label 型または label_list 型のプライベート属性を含めることもできます。非公開ラベル属性を使用すると、アスペクトによって生成されたアクションに必要なツールやライブラリへの依存関係を指定できます。このサンプルでは非公開属性が定義されていませんが、次のコード スニペットは、ツールをアスペクトに渡す方法を示しています。

...
    attrs = {
        '_protoc' : attr.label(
            default = Label('//tools:protoc'),
            executable = True,
            cfg = "exec"
        )
    }
...

Aspect の実装

FileCountInfo = provider(
    fields = {
        'count' : 'number of files'
    }
)

def _file_count_aspect_impl(target, ctx):
    count = 0
    # Make sure the rule has a srcs attribute.
    if hasattr(ctx.rule.attr, 'srcs'):
        # Iterate through the sources counting files
        for src in ctx.rule.attr.srcs:
            for f in src.files.to_list():
                if ctx.attr.extension == '*' or ctx.attr.extension == f.extension:
                    count = count + 1
    # Get the counts from our dependencies.
    for dep in ctx.rule.attr.deps:
        count = count + dep[FileCountInfo].count
    return [FileCountInfo(count = count)]

ルール実装関数と同様に、アスペクト実装関数は、依存関係にアクセスできるプロバイダの構造体を返します。

この例では、FileCountInfo は 1 つのフィールド count を持つプロバイダとして定義されています。fields 属性を使用してプロバイダのフィールドを明示的に定義することをおすすめします。

アスペクト アプリケーション A(X) のプロバイダのセットとは、ターゲット X のルールの実装とアスペクト A の実装から得られるプロバイダの集合です。ルール実装が伝播するプロバイダは、アスペクトが適用される前に作成され、凍結されます。アスペクトから変更することはできません。ターゲットとそれに適用されるアスペクトがそれぞれ同じタイプのプロバイダを提供している場合、エラーになります。ただし、OutputGroupInfo(ルールとアスペクトで異なる出力グループが指定されている限り、マージされます)と InstrumentedFilesInfo(アスペクトから取得されます)は例外です。つまり、アスペクトの実装が DefaultInfo を返さない場合があります。

パラメータと非公開属性は、ctx の属性で渡されます。この例では、extension パラメータを参照して、カウントするファイルを決定します。

プロバイダを返す場合、(attr_aspects リストから)アスペクトが伝播される属性の値は、アスペクトの適用結果に置き換えられます。たとえば、ターゲット X の依存関係に Y と Z がある場合、A(X) の ctx.rule.attr.deps は [A(Y), A(Z)] になります。この例の ctx.rule.attr.deps は、アスペクトが適用された元のターゲットの「deps」にアスペクトを適用した結果のターゲット オブジェクトです。

この例では、アスペクトはターゲットの依存関係から FileCountInfo プロバイダにアクセスして、ファイルの伝播合計数を累積します。

ルールからアスペクトを呼び出す

def _file_count_rule_impl(ctx):
    for dep in ctx.attr.deps:
        print(dep[FileCountInfo].count)

file_count_rule = rule(
    implementation = _file_count_rule_impl,
    attrs = {
        'deps' : attr.label_list(aspects = [file_count_aspect]),
        'extension' : attr.string(default = '*'),
    },
)

ルールの実装は、ctx.attr.deps を介して FileCountInfo にアクセスする方法を示しています。

ルール定義は、パラメータ(extension)を定義してデフォルト値(*)を設定する方法を示しています。アスペクト定義でパラメータに制限が適用されているため、デフォルト値が「cc」、「h」、「*」のいずれでない場合、エラーが発生します。

ターゲット ルールによるアスペクトの呼び出し

load('//:file_count.bzl', 'file_count_rule')

cc_binary(
    name = 'app',
...
)

file_count_rule(
    name = 'file_count',
    deps = ['app'],
    extension = 'h',
)

これは、ルールを介して extension パラメータをアスペクトに渡す方法を示しています。extension パラメータにはルールの実装でデフォルト値があるため、extension はオプション パラメータと見なされます。

file_count ターゲットがビルドされると、アスペクト自体と、deps を介して再帰的にアクセスできるすべてのターゲットが評価されます。