将 Android 原生开发套件与 Bazel 搭配使用

7.3 · 7.2 · 7.1 · 7.0 · 6.5

如果您刚开始接触 Bazel，请先学习使用 Bazel 构建 Android 教程。

概览

Bazel 可以在许多不同的 build 配置中运行，包括几种使用 Android 原生开发套件 (NDK) 工具链的 build 配置。这意味着，您可以直接在 Bazel 中为 Android 编译常规的 cc_library 和 cc_binary 规则。Bazel 使用 android_ndk_repository 仓库规则来实现此目的。

前提条件

请确保您已安装 Android SDK 和 NDK。

如需设置 SDK 和 NDK，请将以下代码段添加到 WORKSPACE：

android_sdk_repository(
    name = "androidsdk", # Required. Name *must* be "androidsdk".
    path = "/path/to/sdk", # Optional. Can be omitted if `ANDROID_HOME` environment variable is set.
)

android_ndk_repository(
    name = "androidndk", # Required. Name *must* be "androidndk".
    path = "/path/to/ndk", # Optional. Can be omitted if `ANDROID_NDK_HOME` environment variable is set.
)

如需详细了解 android_ndk_repository 规则，请参阅build 百科全书条目。

如果您使用的是较新版本的 Android NDK（r22 及更高版本），请使用 android_ndk_repository 的 Starlark 实现。请按照相应 README 中的说明操作。

快速入门

如需针对 Android 构建 C++，只需将 cc_library 依赖项添加到您的 android_binary 或 android_library 规则即可。

例如，假设存在以下某个 Android 应用的 BUILD 文件：

# In <project>/app/src/main/BUILD.bazel

cc_library(
    name = "jni_lib",
    srcs = ["cpp/native-lib.cpp"],
)

android_library(
    name = "lib",
    srcs = ["java/com/example/android/bazel/MainActivity.java"],
    resource_files = glob(["res/**/*"]),
    custom_package = "com.example.android.bazel",
    manifest = "LibraryManifest.xml",
    deps = [":jni_lib"],
)

android_binary(
    name = "app",
    deps = [":lib"],
    manifest = "AndroidManifest.xml",
)

此 BUILD 文件会生成以下目标图：

图 1. 包含 cc_library 依赖项的 Android 项目的 build 图。

如需构建应用，只需运行以下命令即可：

bazel build //app/src/main:app

bazel build 命令会编译 Java 文件、Android 资源文件和 cc_library 规则，并将所有内容打包到 APK 中：

$ zipinfo -1 bazel-bin/app/src/main/app.apk
nativedeps
lib/armeabi-v7a/libapp.so
classes.dex
AndroidManifest.xml
...
res/...
...
META-INF/CERT.SF
META-INF/CERT.RSA
META-INF/MANIFEST.MF

Bazel 会将所有 cc_library 编译成单个共享对象 (.so) 文件，默认情况下针对 armeabi-v7a ABI。如需更改此设置或同时针对多个 ABI 进行构建，请参阅配置目标 ABI 部分。

示例设置

此示例可在 Bazel 示例代码库中找到。

在 BUILD.bazel 文件中，使用 android_binary、android_library 和 cc_library 规则定义了三个目标。

android_binary 顶级目标会构建 APK。

cc_library 目标包含一个包含 JNI 函数实现的 C++ 源文件：

#include <jni.h>
#include <string>

extern "C"
JNIEXPORT jstring

JNICALL
Java_com_example_android_bazel_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv *env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

android_library 目标指定 Java 源代码、资源文件以及对 cc_library 目标的依赖项。在此示例中，MainActivity.java 会加载共享对象文件 libapp.so，并定义 JNI 函数的方法签名：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    static {
        System.loadLibrary("app");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
       // ...
    }

    public native String stringFromJNI();

}

注意 ：原生库的名称派生自顶级 android_binary 目标的名称。在此示例中，该区域为 app。

配置 STL

如需配置 C++ STL，请使用标志 --android_crosstool_top。

bazel build //:app --android_crosstool_top=target label

@androidndk 中可用的 STL 包括：

STL	目标标签
STLport	@androidndk//:toolchain-stlport
libc++	@androidndk//:toolchain-libcpp
gnustl	@androidndk//:toolchain-gnu-libstdcpp

对于 r16 及更低版本，默认 STL 为 gnustl。对于 r17 及更高版本，为 libc++。为方便起见，目标 @androidndk//:default_crosstool 会重命名为相应的默认 STL。

请注意，从 r18 开始，STLport 和 gnustl 将被移除，使 libc++ 成为 NDK 中的唯一 STL。

如需详细了解这些 STL，请参阅 NDK 文档。

配置目标 ABI

如需配置目标 ABI，请使用 --fat_apk_cpu 标志，如下所示：

bazel build //:app --fat_apk_cpu=comma-separated list of ABIs

默认情况下，Bazel 会为 armeabi-v7a 构建原生 Android 代码。如需针对 x86（例如模拟器）进行构建，请传递 --fat_apk_cpu=x86。如需为多个架构创建一个胖 APK，您可以指定多个 CPU：--fat_apk_cpu=armeabi-v7a,x86。

如果指定了多个 ABI，Bazel 将为每个 ABI 构建一个包含共享对象的 APK。

可用的 ABI 取决于 NDK 修订版和 Android API 级别：

NDK 修订版	ABI
16 及更低	armeabi、armeabi-v7a、arm64-v8a、mips、mips64、x86、x86_64
17 周岁及以上	armeabi-v7a、arm64-v8a、x86、x86_64

如需详细了解这些 ABI，请参阅 NDK 文档。

不建议将多 ABI 胖 APK 用于发布 build，因为它们会增加 APK 的大小，但对于开发 build 和质量检查 build 而言，它们可能很有用。

选择 C++ 标准

使用以下标志根据 C++ 标准进行构建：

C++ 标准	标志
C++98	默认，无需标志
C++11	--cxxopt=-std=c++11
C++14	--cxxopt=-std=c++14

例如：

bazel build //:app --cxxopt=-std=c++11

如需详细了解如何使用 --cxxopt、--copt 和 --linkopt 传递编译器和链接器标志，请参阅用户手册。

您也可以使用 copts 和 linkopts 将编译器标记和链接器标记指定为 cc_library 中的属性。例如：

cc_library(
    name = "jni_lib",
    srcs = ["cpp/native-lib.cpp"],
    copts = ["-std=c++11"],
    linkopts = ["-ldl"], # link against libdl
)

与平台和工具链集成

Bazel 的配置模型正在朝着平台和工具链发展。如果您的 build 使用 --platforms 标志来选择要构建的架构或操作系统，则需要将 --extra_toolchains 标志传递给 Bazel，才能使用 NDK。

例如，如需与 Go 规则提供的 android_arm64_cgo 工具链集成，除了传递 --platforms 标志之外，还应传递 --extra_toolchains=@androidndk//:all。

bazel build //my/cc:lib \
  --platforms=@io_bazel_rules_go//go/toolchain:android_arm64_cgo \
  --extra_toolchains=@androidndk//:all

您也可以直接在 WORKSPACE 文件中进行注册：

android_ndk_repository(name = "androidndk")
register_toolchains("@androidndk//:all")

注册这些工具链会告知 Bazel 在解析架构和操作系统约束条件时在 NDK BUILD 文件（适用于 NDK 20）中查找它们：

toolchain(
  name = "x86-clang8.0.7-libcpp_toolchain",
  toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
  target_compatible_with = [
      "@platforms//os:android",
      "@platforms//cpu:x86_32",
  ],
  toolchain = "@androidndk//:x86-clang8.0.7-libcpp",
)

toolchain(
  name = "x86_64-clang8.0.7-libcpp_toolchain",
  toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
  target_compatible_with = [
      "@platforms//os:android",
      "@platforms//cpu:x86_64",
  ],
  toolchain = "@androidndk//:x86_64-clang8.0.7-libcpp",
)

toolchain(
  name = "arm-linux-androideabi-clang8.0.7-v7a-libcpp_toolchain",
  toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
  target_compatible_with = [
      "@platforms//os:android",
      "@platforms//cpu:arm",
  ],
  toolchain = "@androidndk//:arm-linux-androideabi-clang8.0.7-v7a-libcpp",
)

toolchain(
  name = "aarch64-linux-android-clang8.0.7-libcpp_toolchain",
  toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
  target_compatible_with = [
      "@platforms//os:android",
      "@platforms//cpu:aarch64",
  ],
  toolchain = "@androidndk//:aarch64-linux-android-clang8.0.7-libcpp",
)

运作方式：Android 配置转换简介

android_binary 规则可以明确要求 Bazel 在 Android 兼容配置中构建其依赖项，以便 Bazel 构建在没有任何特殊标志的情况下正常运行，但用于 ABI 和 STL 配置的 --fat_apk_cpu 和 --android_crosstool_top 除外。

在后台，此自动配置使用 Android 配置转换。

兼容规则（例如 android_binary）会自动将其依赖项的配置更改为 Android 配置，因此只有 build 的 Android 专用子树会受到影响。构建图的其他部分使用顶级目标配置进行处理。如果 build 图中有支持此操作的路径，它甚至可以在两个配置中处理单个目标。

一旦 Bazel 进入与 Android 兼容的配置（无论是在顶级指定还是由更高级别的过渡点指定），则遇到的其他过渡点不会进一步修改配置。

触发向 Android 配置转换的唯一内置位置是 android_binary 的 deps 属性。

注意 ：android_binary 的 data 属性有意不触发转换。此外，android_local_test 和 android_library 根本不会有意触发转换。

例如，如果您尝试在不使用任何标志的情况下构建具有 cc_library 依赖项的 android_library 目标，则可能会遇到 JNI 头文件缺失的错误：

ERROR: project/app/src/main/BUILD.bazel:16:1: C++ compilation of rule '//app/src/main:jni_lib' failed (Exit 1)
app/src/main/cpp/native-lib.cpp:1:10: fatal error: 'jni.h' file not found
#include <jni.h>
         ^~~~~~~
1 error generated.
Target //app/src/main:lib failed to build
Use --verbose_failures to see the command lines of failed build steps.

理想情况下，在大多数情况下，这些自动转换应该能让 Bazel 执行正确的操作。不过，如果 Bazel 命令行上的目标已经位于任何这些转换规则之下（例如，C++ 开发者测试特定 cc_library），则必须使用自定义 --crosstool_top。

在不使用 android_binary 的情况下为 Android 构建 cc_library

如需在不使用 android_binary 的情况下为 Android 构建独立的 cc_binary 或 cc_library，请使用 --crosstool_top、--cpu 和 --host_crosstool_top 标志。

例如：

bazel build //my/cc/jni:target \
      --crosstool_top=@androidndk//:default_crosstool \
      --cpu=<abi> \
      --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

在此示例中，顶级 cc_library 和 cc_binary 目标是使用 NDK 工具链构建的。不过，这会导致 Bazel 自己的主机工具使用 NDK 工具链（因此适用于 Android）进行构建，因为主机工具链是从目标工具链复制的。如需解决此问题，请将 --host_crosstool_top 的值指定为 @bazel_tools//tools/cpp:toolchain，以明确设置主机的 C++ 工具链。

采用这种方法时，整个 build 树都会受到影响。

注意 ：指定这些标志时，命令行上的所有目标都必须与面向 Android 的构建兼容，这可能会导致难以使用 /... 和 :all 等 Bazel 通配符。

这些标志可放入 project/.bazelrc 中的 bazelrc 配置（每个 ABI 一个）中：

common:android_x86 --crosstool_top=@androidndk//:default_crosstool
common:android_x86 --cpu=x86
common:android_x86 --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

common:android_armeabi-v7a --crosstool_top=@androidndk//:default_crosstool
common:android_armeabi-v7a --cpu=armeabi-v7a
common:android_armeabi-v7a --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

# In general
common:android_<abi> --crosstool_top=@androidndk//:default_crosstool
common:android_<abi> --cpu=<abi>
common:android_<abi> --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

然后，如需为 x86 构建 cc_library，请运行以下命令：

bazel build //my/cc/jni:target --config=android_x86

通常，对于低级目标（例如 cc_library）或您确切知道要构建的内容时，请使用此方法；对于您预计要构建许多不受控制的目标的高级目标，请依赖 android_binary 中的自动配置转换。