依赖项

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依赖项集是一种专用数据结构,用于跨目标的传递依赖项高效收集数据。它们是规则处理的重要元素

depset 的定义特征是其时间和空间效率高的并集运算。depset 构造函数接受元素列表(“direct”)和其他 Depset 列表(“传递”)的列表,并返回表示包含所有直接元素和所有传递集并集的 Depset。从概念上讲,构造函数会创建一个新的图节点,将直接节点和传递节点作为其后继节点。依赖项集具有基于此图的遍历的明确定义的排序语义。

下面是 depset 的一些示例用途:

  • 存储程序库的所有对象文件的路径,然后可以通过提供程序将这些路径传递给链接器操作。

  • 对于解释型语言,存储包含在可执行文件的 runfile 中的传递源文件。

说明和操作

从概念上讲,不寻常是一个有向无环图 (DAG),通常看起来与目标图类似。它从叶子构建到根。依赖项链中的每个目标都可以在上一个目标的基础上添加自己的内容,而无需读取或复制这些内容。

DAG 中的每个节点都包含一个直接元素列表和一个子节点列表。Depset 的内容是传递元素,例如所有节点的直接元素。您可以使用 depset 构造函数创建新的 depset:它接受一个直接元素列表和另一个子节点列表。

s = depset(["a", "b", "c"])
t = depset(["d", "e"], transitive = [s])

print(s)    # depset(["a", "b", "c"])
print(t)    # depset(["d", "e", "a", "b", "c"])

如需检索 depset 的内容,请使用 to_list() 方法。它会返回所有传递元素(不包括重复项)的列表。虽然此结构确实会影响元素的返回顺序,但无法直接检查 DAG 的确切结构。

s = depset(["a", "b", "c"])

print("c" in s.to_list())              # True
print(s.to_list() == ["a", "b", "c"])  # True

废弃集中允许的条目受到限制,就像字典中允许的键受到限制一样。具体而言,depset 内容不得可变。

依赖项集使用引用相等:一个依赖项集等于自身,但不等于任何其他依赖项集,即使它们具有相同的内容和相同的内部结构也是如此。

s = depset(["a", "b", "c"])
t = s
print(s == t)  # True

t = depset(["a", "b", "c"])
print(s == t)  # False

d = {}
d[s] = None
d[t] = None
print(len(d))  # 2

如需按内容比较依赖项,请将其转换为有序列表。

s = depset(["a", "b", "c"])
t = depset(["c", "b", "a"])
print(sorted(s.to_list()) == sorted(t.to_list()))  # True

无法从依赖项集中移除元素。如果需要这样做,您必须读出 depset 的全部内容,滤除要移除的元素,然后重新构建新的 depset。这种方法效率不高。

s = depset(["a", "b", "c"])
t = depset(["b", "c"])

# Compute set difference s - t. Precompute t.to_list() so it's not done
# in a loop, and convert it to a dictionary for fast membership tests.
t_items = {e: None for e in t.to_list()}
diff_items = [x for x in s.to_list() if x not in t_items]
# Convert back to depset if it's still going to be used for union operations.
s = depset(diff_items)
print(s)  # depset(["a"])

订单

to_list 操作会对 DAG 执行遍历。遍历类型取决于构建 depset 时指定的顺序。让 Bazel 支持多种顺序很有用,因为有时工具会关心其输入的顺序。例如,链接器操作可能需要确保:在链接器命令行中,如果 B 依赖于 A,则 A.o 位于 B.o 之前。其他工具可能有相反的要求。

支持三种遍历顺序:postorderpreordertopological。前两种方法的工作方式与树遍历完全相同,只不过它们对 DAG 进行操作并跳过已经访问的节点。第三步执行从根到叶的拓扑排序,与预排序基本相同,只不过共享的子项仅在其所有父项之后列出。前序遍历和后序遍历的运作方式与从左到右的遍历相同,但请注意,在每个节点内,直接元素相对于子元素没有顺序。对于拓扑顺序,没有从左到右的保证;如果 DAG 的不同节点中存在重复元素,则甚至“all-parents-before-child”保证也不适用。

# This demonstrates different traversal orders.

def create(order):
  cd = depset(["c", "d"], order = order)
  gh = depset(["g", "h"], order = order)
  return depset(["a", "b", "e", "f"], transitive = [cd, gh], order = order)

print(create("postorder").to_list())  # ["c", "d", "g", "h", "a", "b", "e", "f"]
print(create("preorder").to_list())   # ["a", "b", "e", "f", "c", "d", "g", "h"]
# This demonstrates different orders on a diamond graph.

def create(order):
  a = depset(["a"], order=order)
  b = depset(["b"], transitive = [a], order = order)
  c = depset(["c"], transitive = [a], order = order)
  d = depset(["d"], transitive = [b, c], order = order)
  return d

print(create("postorder").to_list())    # ["a", "b", "c", "d"]
print(create("preorder").to_list())     # ["d", "b", "a", "c"]
print(create("topological").to_list())  # ["d", "b", "c", "a"]

由于遍历的实现方式,必须使用构造函数的 order 关键字参数在创建 Depset 时指定顺序。如果省略此参数,则 depset 采用特殊的 default 顺序,在这种情况下,无法保证其任何元素的顺序(除了确定性之外)。

完整示例

此示例可在 https://github.com/bazelbuild/examples/tree/main/rules/depsets 找到。

假设有一个假设的解释型语言 Foo。为了构建每个 foo_binary,您需要知道它直接或间接依赖的所有 *.foo 文件。

# //depsets:BUILD

load(":foo.bzl", "foo_library", "foo_binary")

# Our hypothetical Foo compiler.
py_binary(
    name = "foocc",
    srcs = ["foocc.py"],
)

foo_library(
    name = "a",
    srcs = ["a.foo", "a_impl.foo"],
)

foo_library(
    name = "b",
    srcs = ["b.foo", "b_impl.foo"],
    deps = [":a"],
)

foo_library(
    name = "c",
    srcs = ["c.foo", "c_impl.foo"],
    deps = [":a"],
)

foo_binary(
    name = "d",
    srcs = ["d.foo"],
    deps = [":b", ":c"],
)
# //depsets:foocc.py

# "Foo compiler" that just concatenates its inputs to form its output.
import sys

if __name__ == "__main__":
  assert len(sys.argv) >= 1
  output = open(sys.argv[1], "wt")
  for path in sys.argv[2:]:
    input = open(path, "rt")
    output.write(input.read())

在这里,二进制 d 的传递源是 abcdsrcs 字段中的所有 *.foo 文件。为了让 foo_binary 目标知道 d.foo 之外的任何文件,foo_library 目标需要将它们传入提供程序。每个库都会从自己的依赖项接收提供程序,添加自己的直接来源,并传递包含增强内容的新提供程序。foo_binary 规则也会执行相同的操作,只不过它会使用完整的来源列表来构建操作的命令行,而不是返回提供程序。

下面是 foo_libraryfoo_binary 规则的完整实现。

# //depsets/foo.bzl

# A provider with one field, transitive_sources.
FooFiles = provider(fields = ["transitive_sources"])

def get_transitive_srcs(srcs, deps):
  """Obtain the source files for a target and its transitive dependencies.

  Args:
    srcs: a list of source files
    deps: a list of targets that are direct dependencies
  Returns:
    a collection of the transitive sources
  """
  return depset(
        srcs,
        transitive = [dep[FooFiles].transitive_sources for dep in deps])

def _foo_library_impl(ctx):
  trans_srcs = get_transitive_srcs(ctx.files.srcs, ctx.attr.deps)
  return [FooFiles(transitive_sources=trans_srcs)]

foo_library = rule(
    implementation = _foo_library_impl,
    attrs = {
        "srcs": attr.label_list(allow_files=True),
        "deps": attr.label_list(),
    },
)

def _foo_binary_impl(ctx):
  foocc = ctx.executable._foocc
  out = ctx.outputs.out
  trans_srcs = get_transitive_srcs(ctx.files.srcs, ctx.attr.deps)
  srcs_list = trans_srcs.to_list()
  ctx.actions.run(executable = foocc,
                  arguments = [out.path] + [src.path for src in srcs_list],
                  inputs = srcs_list + [foocc],
                  outputs = [out])

foo_binary = rule(
    implementation = _foo_binary_impl,
    attrs = {
        "srcs": attr.label_list(allow_files=True),
        "deps": attr.label_list(),
        "_foocc": attr.label(default=Label("//depsets:foocc"),
                             allow_files=True, executable=True, cfg="host")
    },
    outputs = {"out": "%{name}.out"},
)

如需测试这一点,您可以将这些文件复制到新的软件包中,相应地重命名标签,创建包含虚拟内容的源 *.foo 文件,然后构建 d 目标。

性能

如需了解使用 Depset 的动机,请考虑如果 get_transitive_srcs() 将其来源收集为一个列表,会发生什么情况。

def get_transitive_srcs(srcs, deps):
  trans_srcs = []
  for dep in deps:
    trans_srcs += dep[FooFiles].transitive_sources
  trans_srcs += srcs
  return trans_srcs

这不考虑重复项,因此 a 的源文件将在命令行中显示两次,并在输出文件的内容中显示两次。

另一种方法是使用一般集合,它可以通过字典来模拟,其中键是元素,并且所有键都映射到 True

def get_transitive_srcs(srcs, deps):
  trans_srcs = {}
  for dep in deps:
    for file in dep[FooFiles].transitive_sources:
      trans_srcs[file] = True
  for file in srcs:
    trans_srcs[file] = True
  return trans_srcs

这样会消除重复项,但会使命令行参数的顺序(以及文件的内容)变为未指定,但仍然是确定的。

此外,与基于情绪的方法相比,这两种方法的效果逐渐变差。假设存在一个包含许多 Foo 库依赖项的长链。处理每条规则都需要将之前的所有传递来源复制到新的数据结构中。这意味着,分析单个库或二进制文件目标所需的时间和空间成本与其在链中的高度成正比。对于长度为 n 的链,foolib_1 ← foolib_2 ← ... ← foolib_n,总成本实际上为 O(n^2)。

一般来说,每当您通过传递依赖项累积信息时,都应使用 depset。这有助于确保您的 build 能够随着目标图越来越深入而扩容。

最后,请务必不要在规则实现中不必要地检索 depset 的内容。在二进制规则的最后调用一次 to_list() 即可,因为总体开销只是 O(n)。当许多非终端目标尝试调用 to_list() 时,就会出现二次行为。

如需详细了解如何高效使用 depset,请参阅性能页面。

API 参考文档

如需了解详情,请参阅此处