บทแนะนำ Bazel: สร้างโปรเจ็กต์ Java

รายงานปัญหา ดูแหล่งที่มา /3} /4} {3/4} {3/4} {3/4} {3/4} /4.

บทแนะนำนี้ครอบคลุมพื้นฐานการสร้างแอปพลิเคชัน Java ด้วย Bazel คุณจะตั้งค่าพื้นที่ทำงานและสร้างโปรเจ็กต์ Java แบบง่ายๆ ที่แสดงแนวคิดหลักของ Bazel เช่น เป้าหมายและไฟล์ BUILD

เวลาที่ใช้ดำเนินการจนเสร็จสิ้นโดยประมาณ: 30 นาที

สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้

ในบทแนะนำนี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีต่อไปนี้

  • สร้างเป้าหมาย
  • แสดงภาพทรัพยากร Dependency ของโปรเจ็กต์
  • แบ่งโปรเจ็กต์ออกเป็นหลายเป้าหมายและแพ็กเกจ
  • ควบคุมระดับการเข้าถึงเป้าหมายในแพ็กเกจต่างๆ
  • อ้างอิงเป้าหมายผ่านป้ายกำกับ
  • ทำให้เป้าหมายใช้งานได้

ก่อนเริ่มต้น

ติดตั้ง Bazel

หากต้องการเตรียมพร้อมสำหรับบทแนะนำ ก่อนอื่นให้ติดตั้ง Bazel หากยังไม่ได้ติดตั้ง

ติดตั้ง JDK

  1. ติดตั้ง Java JDK (เวอร์ชันที่ต้องการคือ 11 แต่รองรับเวอร์ชัน 8 ถึง 15)

  2. ตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อม JAVA_HOME ให้ชี้ไปที่ JDK

    • ใน Linux/macOS:

      export JAVA_HOME="$(dirname $(dirname $(realpath $(which javac))))"
      
    • บน Windows:

      1. เปิดแผงควบคุม
      2. ไปที่ "ระบบและความปลอดภัย" > "ระบบ" > "การตั้งค่าระบบขั้นสูง" > แท็บ "ขั้นสูง" > "ตัวแปรสภาพแวดล้อม..."
      3. ใต้รายการ "ตัวแปรผู้ใช้" (รายการด้านบนสุด) ให้คลิก "ใหม่..."
      4. ป้อน JAVA_HOME ในช่อง "ชื่อตัวแปร"
      5. คลิก "เรียกดูไดเรกทอรี..."
      6. ไปที่ไดเรกทอรี JDK (เช่น C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152)
      7. คลิก "ตกลง" บนหน้าต่างกล่องโต้ตอบทั้งหมด

รับโปรเจ็กต์ตัวอย่าง

เรียกข้อมูลโปรเจ็กต์ตัวอย่างจากที่เก็บ GitHub ของ Bazel:

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

โปรเจ็กต์ตัวอย่างสำหรับบทแนะนำนี้อยู่ในไดเรกทอรี examples/java-tutorial และมีโครงสร้างดังนี้

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

สร้างด้วย Bazel

ตั้งค่าพื้นที่ทำงาน

คุณต้องตั้งค่าพื้นที่ทำงานของโปรเจ็กต์ก่อนจึงจะสร้างโปรเจ็กต์ได้ พื้นที่ทำงานคือไดเรกทอรีที่เก็บไฟล์ต้นทางของโปรเจ็กต์และเอาต์พุตบิลด์ของ Bazel นอกจากนี้ ยังมีไฟล์ที่ Bazel เห็นว่าพิเศษด้วย ดังนี้

  • ไฟล์ WORKSPACE ซึ่งระบุไดเรกทอรีและเนื้อหาในไดเรกทอรีเป็นพื้นที่ทำงานของ Bazel และอยู่ที่รูทของโครงสร้างไดเรกทอรีของโปรเจ็กต์

  • ไฟล์ BUILD อย่างน้อย 1 ไฟล์ ซึ่งจะบอก Bazel ถึงวิธีสร้างส่วนต่างๆ ของโปรเจ็กต์ (ไดเรกทอรีภายในพื้นที่ทำงานที่มีไฟล์ BUILD เป็นแพ็กเกจ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับแพ็กเกจภายหลังในบทแนะนำนี้)

หากต้องการกำหนดไดเรกทอรีเป็นพื้นที่ทำงาน Bazel ให้สร้างไฟล์เปล่าชื่อ WORKSPACE ในไดเรกทอรีนั้น

เมื่อ Bazel สร้างโปรเจ็กต์ อินพุตและทรัพยากร Dependency ทั้งหมดต้องอยู่ในพื้นที่ทำงานเดียวกัน ไฟล์ที่อยู่ในพื้นที่ทํางานอื่นจะแยกออกจากกัน เว้นแต่จะลิงก์กัน ซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทแนะนำนี้

ทำความเข้าใจไฟล์ BUILD

ไฟล์ BUILD มีวิธีการหลายประเภทสำหรับ Bazel ประเภทที่สำคัญที่สุดคือกฎการสร้าง ซึ่งจะบอก Bazel ถึงวิธีสร้างเอาต์พุตที่ต้องการ เช่น ไบนารีหรือไลบรารีสั่งการ อินสแตนซ์แต่ละรายการของกฎบิลด์ในไฟล์ BUILD จะเรียกว่าเป้าหมาย และชี้ไปยังชุดไฟล์ต้นทางและการอ้างอิงที่เฉพาะเจาะจง เป้าหมายสามารถชี้ไปยังเป้าหมายอื่นๆ ได้เช่นกัน

ดูไฟล์ java-tutorial/BUILD:

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

ในตัวอย่าง เป้าหมาย ProjectRunner จะสร้างอินสแตนซ์กฎ java_binary ในตัวของ Bazel กฎนี้จะบอก Bazel ให้สร้างไฟล์ .jar และสคริปต์ Wrapper ของเชลล์ (ซึ่งทั้งคู่ตั้งชื่อตามเป้าหมาย)

แอตทริบิวต์ในเป้าหมายระบุทรัพยากร Dependency และตัวเลือกอย่างชัดเจน แม้ว่าแอตทริบิวต์ name จะเป็นแอตทริบิวต์ที่บังคับ แต่ก็มีแอตทริบิวต์หลายรายการที่ไม่บังคับ ตัวอย่างเช่น ในเป้าหมายของกฎ ProjectRunner name คือชื่อของเป้าหมาย srcs จะระบุไฟล์ต้นฉบับที่ Bazel ใช้ในการสร้างเป้าหมาย และ main_class จะระบุคลาสที่มีเมธอดหลัก (คุณอาจสังเกตเห็นว่าตัวอย่างของเราใช้ glob เพื่อส่งชุดไฟล์แหล่งข้อมูลไปยัง Bazel แทนที่จะแสดงรายการทีละชุด)

สร้างโปรเจ็กต์

หากต้องการสร้างโปรเจ็กต์ตัวอย่าง ให้ไปที่ไดเรกทอรี java-tutorial แล้วเรียกใช้

bazel build //:ProjectRunner

ในป้ายกำกับเป้าหมาย ส่วน // คือตำแหน่งของไฟล์ BUILD ที่สัมพันธ์กับรูทของพื้นที่ทำงาน (ในกรณีนี้คือรูทเอง) และ ProjectRunner คือชื่อเป้าหมายในไฟล์ BUILD (คุณจะได้ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับป้ายกำกับเป้าหมายในตอนท้ายของบทแนะนำนี้)

Bazel จะสร้างเอาต์พุตที่คล้ายกับตัวอย่างต่อไปนี้

   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

ยินดีด้วย คุณเพิ่งสร้างเป้าหมาย Bazel แรก Bazel วางบิลด์เอาต์พุตในไดเรกทอรี bazel-bin ที่รูทของพื้นที่ทำงาน เลื่อนดูเนื้อหา เพื่อหาแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างเอาต์พุตของ Bazel

ตอนนี้ให้ทดสอบไบนารีที่สร้างใหม่ โดยทำดังนี้

bazel-bin/ProjectRunner

ตรวจสอบกราฟทรัพยากร Dependency

Bazel กำหนดให้ต้องประกาศทรัพยากร Dependency ของบิลด์อย่างชัดเจนในไฟล์ BUILD Bazel จะใช้ข้อความเหล่านั้นเพื่อสร้างกราฟทรัพยากร Dependency ของโปรเจ็กต์ ซึ่งช่วยให้สร้างบิลด์ส่วนเพิ่มที่แม่นยำ

หากต้องการแสดงภาพทรัพยากร Dependency ของโปรเจ็กต์ตัวอย่าง คุณจะสร้างการแสดงข้อความของกราฟทรัพยากร Dependency ได้โดยเรียกใช้คำสั่งนี้ที่รูทของพื้นที่ทำงาน

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

คำสั่งด้านบนจะบอกให้ Bazel ค้นหาทรัพยากร Dependency ทั้งหมดสำหรับเป้าหมาย //:ProjectRunner (ไม่รวมทรัพยากร Dependency ของโฮสต์และโดยนัย) และจัดรูปแบบเอาต์พุตเป็นกราฟ

จากนั้นวางข้อความใน GraphViz

คุณจะเห็นว่าโปรเจ็กต์มีเป้าหมายเดียวที่สร้างไฟล์ต้นทาง 2 ไฟล์โดยไม่มีทรัพยากร Dependency เพิ่มเติม

กราฟการขึ้นต่อกันของเป้าหมาย "ProjectRunner"

หลังจากตั้งค่าพื้นที่ทำงานแล้ว ให้สร้างโปรเจ็กต์และตรวจสอบการขึ้นต่อกัน จากนั้นคุณอาจเพิ่มความซับซ้อนบางอย่างได้

ปรับแต่งงานสร้าง Bazel

แม้ว่าเป้าหมายเดียวจะเพียงพอสำหรับโปรเจ็กต์ขนาดเล็กแล้ว คุณอาจต้องการแยกโปรเจ็กต์ขนาดใหญ่ออกเป็นหลายเป้าหมายและแพ็กเกจเพื่อให้สร้างได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (กล่าวคือ สร้างเฉพาะสิ่งที่เปลี่ยนแปลงใหม่เท่านั้น) และเร่งบิลด์ด้วยการสร้างแอปหลายส่วนพร้อมกัน

ระบุเป้าหมายของบิลด์หลายรายการ

คุณแบ่งโปรเจ็กต์ตัวอย่างที่สร้างออกเป็น 2 เป้าหมายได้ แทนที่เนื้อหาของไฟล์ java-tutorial/BUILD ด้วยข้อมูลต่อไปนี้

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"],
)

ด้วยการกำหนดค่านี้ Bazel จะสร้างไลบรารี greeter ก่อน จากนั้นจึงสร้างไบนารี ProjectRunner แอตทริบิวต์ deps ใน java_binary จะบอก Bazel ว่า จำเป็นต้องใช้ไลบรารี greeter เพื่อสร้างไบนารี ProjectRunner

หากต้องการสร้างโปรเจ็กต์เวอร์ชันใหม่นี้ ให้เรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้

bazel build //:ProjectRunner

Bazel จะสร้างเอาต์พุตที่คล้ายกับตัวอย่างต่อไปนี้

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

ตอนนี้ให้ทดสอบไบนารีที่สร้างใหม่ โดยทำดังนี้

bazel-bin/ProjectRunner

หากคุณแก้ไข ProjectRunner.java แล้วสร้างโปรเจ็กต์ใหม่ Bazel จะคอมไพล์เฉพาะไฟล์นั้นซ้ำเท่านั้น

เมื่อดูกราฟทรัพยากร Dependency แล้ว คุณจะเห็นว่า ProjectRunner อิงตามอินพุตเดียวกันกับที่เคย แต่โครงสร้างของบิลด์นั้นต่างออกไป

กราฟการขึ้นต่อกันของเป้าหมาย "ProjectRunner" หลังจากเพิ่มทรัพยากร Dependency

ตอนนี้คุณได้สร้างโปรเจ็กต์ที่มีเป้าหมาย 2 รายการแล้ว เป้าหมาย ProjectRunner จะสร้างไฟล์ต้นทาง 2 ไฟล์และขึ้นอยู่กับเป้าหมายอื่นอีก 1 รายการ (:greeter) ซึ่งจะสร้างไฟล์ต้นทางเพิ่มเติม 1 ไฟล์

ใช้หลายแพ็กเกจ

ตอนนี้เราจะมาแบ่งโปรเจ็กต์ออกเป็นหลายๆ แพ็กเกจ หากคุณดูไดเรกทอรี src/main/java/com/example/cmdline คุณจะเห็นว่าไดเรกทอรีมีไฟล์ BUILD และไฟล์ต้นฉบับบางไฟล์ด้วย ดังนั้นสำหรับ Bazel พื้นที่ทำงานจะมี 2 แพ็กเกจ ได้แก่ //src/main/java/com/example/cmdline และ // (เนื่องจากมีไฟล์ BUILD อยู่ที่รูทของพื้นที่ทำงาน)

ดูไฟล์ src/main/java/com/example/cmdline/BUILD:

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

เป้าหมาย runner ขึ้นอยู่กับเป้าหมาย greeter ในแพ็กเกจ // (ดังนั้นป้ายกำกับเป้าหมาย //:greeter) - Bazel ทราบเรื่องนี้ผ่านแอตทริบิวต์ deps ลองดูกราฟทรัพยากร Dependency ต่อไปนี้

กราฟการขึ้นต่อกันของ "ตัววิ่ง" เป้าหมาย

อย่างไรก็ตาม คุณต้องกำหนดเป้าหมาย runner ในระดับการเข้าถึง //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD ให้กับเป้าหมายใน //BUILD อย่างชัดแจ้งเพื่อให้บิลด์ประสบความสำเร็จโดยใช้แอตทริบิวต์ visibility เนื่องจากโดยค่าเริ่มต้น เป้าหมายจะเปิดเผยต่อเป้าหมายอื่นๆ ในไฟล์ BUILD เดียวกันเท่านั้น (Bazel ใช้ระดับการเข้าถึงเป้าหมายเพื่อป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น ไลบรารีที่มีรายละเอียดการใช้งานที่รั่วไหลใน API สาธารณะ)

โดยเพิ่มแอตทริบิวต์ visibility ลงในเป้าหมาย greeter ใน java-tutorial/BUILD ดังที่แสดงด้านล่าง

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

ตอนนี้คุณสามารถสร้างแพ็กเกจใหม่ได้โดยการเรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้ที่รูทของพื้นที่ทำงาน

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

Bazel จะสร้างเอาต์พุตที่คล้ายกับตัวอย่างต่อไปนี้

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

ตอนนี้ให้ทดสอบไบนารีที่สร้างใหม่ โดยทำดังนี้

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

ตอนนี้คุณแก้ไขโปรเจ็กต์เพื่อสร้างเป็น 2 แพ็กเกจ โดยแต่ละแพ็กเกจมี 1 เป้าหมาย และทำความเข้าใจทรัพยากร Dependency ระหว่างแพ็กเกจแล้ว

ใช้ป้ายกำกับเพื่ออ้างอิงเป้าหมาย

ในไฟล์ BUILD และที่บรรทัดคำสั่ง Bazel จะใช้ป้ายกำกับเป้าหมายเพื่ออ้างอิงเป้าหมาย เช่น //:ProjectRunner หรือ //src/main/java/com/example/cmdline:runner ไวยากรณ์มีดังนี้

//path/to/package:target-name

หากเป้าหมายคือเป้าหมายกฎ path/to/package จะเป็นเส้นทางไปยังไดเรกทอรีที่มีไฟล์ BUILD และ target-name คือสิ่งที่คุณตั้งชื่อเป้าหมายในไฟล์ BUILD (แอตทริบิวต์ name) หากเป้าหมายคือไฟล์เป้าหมาย path/to/package จะเป็นเส้นทางไปยังรูทของแพ็กเกจ และ target-name จะเป็นชื่อไฟล์เป้าหมายรวมถึงเส้นทางแบบเต็ม

เมื่ออ้างอิงเป้าหมายที่รูทของที่เก็บ เส้นทางแพ็กเกจจะว่างเปล่า โปรดใช้ //:target-name เมื่ออ้างอิงเป้าหมายภายในไฟล์ BUILD เดียวกัน คุณจะข้ามตัวระบุรูทของพื้นที่ทำงาน // และเพียงใช้ :target-name ก็ได้

ตัวอย่างเช่น สำหรับเป้าหมายในไฟล์ java-tutorial/BUILD คุณไม่จำเป็นต้องระบุเส้นทางแพ็กเกจ เนื่องจากรูทของพื้นที่ทำงานเป็นแพ็กเกจ (//) และป้ายกำกับเป้าหมาย 2 รายการมีเพียง //:ProjectRunner และ //:greeter

อย่างไรก็ตาม สำหรับเป้าหมายในไฟล์ //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD คุณจะต้องระบุเส้นทางแพ็กเกจแบบเต็มของ //src/main/java/com/example/cmdline และป้ายกำกับเป้าหมายคือ //src/main/java/com/example/cmdline:runner

สร้างแพ็กเกจเป้าหมาย Java สำหรับการทำให้ใช้งานได้

ตอนนี้เรามาสร้างแพ็กเกจเป้าหมายของ Java สำหรับการทำให้ใช้งานได้ด้วยการสร้างไบนารีที่มีทรัพยากร Dependency ทั้งหมดของรันไทม์ ซึ่งจะช่วยให้คุณเรียกใช้ไบนารีนอกสภาพแวดล้อมการพัฒนาได้

คุณอาจจำได้ว่ากฎบิลด์ java_binary จะสร้าง .jar และสคริปต์ Shell Wrapper ดูเนื้อหาของ runner.jar โดยใช้คำสั่งนี้

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

คอนเทนต์มีดังนี้

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

คุณจะเห็นได้ว่า runner.jar มี Runner.class แต่ไม่มีการขึ้นต่อกัน Greeting.class สคริปต์ runner ที่ Bazel สร้างจะเพิ่ม greeter.jar ไปยังคลาสพาธ ดังนั้นหากปล่อยไว้เช่นนี้ สคริปต์จะทำงานภายในเครื่อง แต่จะไม่เรียกใช้แบบสแตนด์อโลนในเครื่องอื่น โชคดีที่กฎ java_binary ให้คุณสร้างไบนารีที่ปรับแต่งได้และใช้งานได้ในตัวเอง หากต้องการสร้าง ให้เพิ่ม _deploy.jar ต่อท้ายชื่อเป้าหมาย:

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

Bazel จะสร้างเอาต์พุตที่คล้ายกับตัวอย่างต่อไปนี้

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

คุณเพิ่งสร้าง runner_deploy.jar ซึ่งคุณสามารถเรียกใช้แบบสแตนด์อโลนจากสภาพแวดล้อมการพัฒนาได้ เนื่องจากมีทรัพยากร Dependency ของรันไทม์ที่จำเป็น ดูเนื้อหาของ JAR แบบสแตนด์อโลนนี้โดยใช้คำสั่งเดียวกับก่อนหน้านี้

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

เนื้อหาจะมีคลาสทั้งหมดที่จำเป็นต่อการเรียกใช้ ดังนี้

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

อ่านเพิ่มเติม

โปรดดูรายละเอียดเพิ่มเติมที่หัวข้อต่อไปนี้

ขอให้สนุกกับการสร้าง