bazel 모바일 설치

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Android용 빠른 반복 개발

이 페이지에서는 bazel mobile-install를 사용하여 Android의 반복 개발 속도를 훨씬 높이는 방법을 설명합니다. 기존 앱 설치 방법의 문제점과 비교하여 이 접근 방식의 이점을 설명합니다.

요약

Android 앱에 작은 변경사항을 매우 빠르게 설치하려면 다음 단계를 따르세요.

  1. 설치하려는 앱의 android_binary 규칙을 찾습니다.
  2. proguard_specs 속성을 삭제하여 Proguard를 사용 중지합니다.
  3. multidex 속성을 native으로 설정합니다.
  4. dex_shards 속성을 10으로 설정합니다.
  5. USB를 통해 Dalvik이 아닌 ART를 실행하는 기기를 연결하고 기기에서 USB 디버깅을 사용 설정합니다.
  6. bazel mobile-install :your_target을 실행합니다. 앱 시작 속도가 평소보다 약간 느려집니다.
  7. 코드 또는 Android 리소스를 수정합니다.
  8. bazel mobile-install --incremental :your_target을 실행합니다.
  9. 오래 기다리지 않아도 됩니다.

유용할 수 있는 Bazel의 일부 명령줄 옵션은 다음과 같습니다.

  • --adb는 Bazel에 사용할 adb 바이너리를 알려줍니다.
  • --adb_arg를 사용하여 adb의 명령줄에 추가 인수를 추가할 수 있습니다. 이 기능을 유용하게 사용하는 한 가지 방법은 워크스테이션에 여러 기기가 연결된 경우 설치할 기기를 선택하는 것입니다. bazel mobile-install --adb_arg=-s --adb_arg=<SERIAL> :your_target
  • --start_app가 앱을 자동으로 시작합니다.

의심스러운 경우 예시를 확인하거나 Google에 문의하세요.

소개

개발자 도구 모음의 가장 중요한 속성 중 하나는 속도입니다. 코드를 변경하고 1초 이내에 실행되는 것을 확인하는 것과 변경사항이 예상대로 작동하는지에 관한 의견을 받기 위해 몇 분, 경우에 따라 몇 시간씩 기다려야 하는 것은 큰 차이가 있습니다.

안타깝게도 .apk를 빌드하기 위한 기존 Android 도구 모음에는 많은 모놀리식 순차 단계가 포함되며, Android 앱을 빌드하려면 이러한 모든 단계를 완료해야 합니다. Google에서는 Google 지도와 같은 대규모 프로젝트에서 단일 줄 변경사항을 빌드하기 위해 5분을 기다리는 것이 드물지 않았습니다.

bazel mobile-install는 앱 코드를 변경하지 않고도 변경사항 프루닝, 작업 샤딩, Android 내부에서 영리한 조작을 결합하여 Android의 반복 개발을 훨씬 더 빠르게 만듭니다.

기존 앱 설치 관련 문제

Android 앱을 빌드할 때 다음과 같은 문제가 있습니다.

  • 덱싱 기본적으로 'dx'는 빌드에서 정확히 한 번 호출되며 이전 빌드의 작업을 재사용하는 방법을 알지 못합니다. 메서드 하나만 변경되었더라도 모든 메서드를 다시 디렉스합니다.

  • 기기에 데이터 업로드: adb는 USB 2.0 연결의 전체 대역폭을 사용하지 않으며, 대용량 앱의 경우 업로드하는 데 시간이 오래 걸릴 수 있습니다. 리소스나 단일 메서드와 같이 일부만 변경되었더라도 전체 앱이 업로드되므로 큰 병목 현상이 발생할 수 있습니다.

  • 네이티브 코드로 컴파일 Android L에서는 Dalvik과 같이 앱을 JIT 컴파일하는 대신 앱을 사전 컴파일하는 새로운 Android 런타임인 ART를 도입했습니다. 이렇게 하면 설치 시간이 길어지지만 앱이 훨씬 빨라집니다. 이는 사용자에게 좋은 절충안입니다. 일반적으로 사용자는 앱을 한 번 설치하고 여러 번 사용하기 때문입니다. 하지만 앱이 여러 번 설치되고 각 버전이 최대 몇 번만 실행되는 느린 개발이 됩니다.

bazel mobile-install의 접근 방식

bazel mobile-install는 다음과 같이 개선되었습니다.

  • 샤딩된 덱싱 앱의 Java 코드를 빌드한 후 Bazel은 클래스 파일을 거의 동일한 크기의 부분으로 샤딩하고 각 부분에서 dx를 별도로 호출합니다. dx는 마지막 빌드 이후 변경되지 않은 샤드에서는 호출되지 않습니다.

  • 증분 파일 전송 Android 리소스, .dex 파일, 네이티브 라이브러리는 기본 .apk에서 삭제되고 별도의 모바일 설치 디렉터리에 저장됩니다. 이렇게 하면 전체 앱을 재설치하지 않고도 코드와 Android 리소스를 독립적으로 업데이트할 수 있습니다. 따라서 파일 전송에 걸리는 시간이 줄어들고 변경된 .dex 파일만 기기에서 다시 컴파일됩니다.

  • .apk 외부에서 앱의 일부를 로드합니다. 기기 내 모바일 설치 디렉터리에서 Android 리소스, Java 코드, 네이티브 코드를 로드한 후 실제 앱으로 제어를 전달하는 작은 스텁 애플리케이션이 .apk에 배치됩니다. 이는 아래에 설명된 몇 가지 특수한 경우를 제외하고 앱에 모두 투명합니다.

샤딩된 덱싱

샤딩된 디렉싱은 비교적 간단합니다. .jar 파일이 빌드되면 도구가 이를 대략적으로 동일한 크기의 별도의 .jar 파일로 샤딩한 다음 이전 빌드 이후 변경된 파일에서 dx를 호출합니다. dex할 샤드를 결정하는 로직은 Android에만 국한되지 않으며 Bazel의 일반적인 변경사항 프루닝 알고리즘을 사용합니다.

샤딩 알고리즘의 첫 번째 버전은 단순히 .class 파일을 알파벳순으로 정렬한 다음 목록을 동일한 크기의 부분으로 자릅니다. 하지만 이는 최적의 방법이 아닙니다. 클래스가 추가되거나 삭제되면 (중첩된 클래스나 익명의 클래스도 포함) 그 뒤에 오는 모든 클래스가 알파벳순으로 하나씩 이동하여 이러한 샤드가 다시 디렉스됩니다. 따라서 개별 클래스 대신 Java 패키지를 샤딩하기로 결정했습니다. 물론 새 패키지가 추가되거나 삭제되면 여전히 여러 샤드의 색인이 생성되지만, 단일 클래스를 추가하거나 삭제하는 것보다 훨씬 드뭅니다.

샤드 수는 android_binary.dex_shards 속성을 사용하여 BUILD 파일에서 제어합니다. 이상적으로는 Bazel이 가장 적합한 샤드 수를 자동으로 결정해야 하지만 현재 Bazel은 작업을 실행하기 전에 작업 집합 (예: 빌드 중에 실행할 명령어)을 알아야 하므로 앱에 최종적으로 얼마나 많은 Java 클래스가 있을지 알 수 없으므로 최적의 샤드 수를 결정할 수 없습니다. 일반적으로 샤드가 많을수록 빌드 및 설치 속도가 빨라지지만 동적 링커가 더 많은 작업을 해야 하므로 앱 시작 속도가 느려집니다. 적정 샤드 수는 일반적으로 10~50개입니다.

증분 파일 전송

앱을 빌드한 후에는 최대한 적은 노력으로 앱을 설치해야 합니다. 설치는 다음 단계로 구성됩니다.

  1. .apk 설치 (일반적으로 adb install 사용)
  2. .dex 파일, Android 리소스, 네이티브 라이브러리를 mobile-install 디렉터리에 업로드

첫 번째 단계에는 증분 기능이 많지 않습니다. 앱이 설치되었거나 설치되지 않았습니다. Bazel은 현재 모든 경우에 이 단계가 필요한지 확인할 수 없으므로 사용자가 --incremental 명령줄 옵션을 통해 이 단계를 실행해야 하는지 지정하도록 합니다.

두 번째 단계에서는 빌드의 앱 파일을 기기에 있는 앱 파일과 체크섬을 나열하는 기기 내 매니페스트 파일과 비교합니다. 새 파일은 기기에 업로드되고, 변경된 파일은 업데이트되며, 삭제된 파일은 기기에서 삭제됩니다. 매니페스트가 없으면 모든 파일을 업로드해야 한다고 가정됩니다.

기기의 파일을 변경하여 증분 설치 알고리즘을 속일 수는 있지만 매니페스트의 체크섬은 속일 수 없습니다. 기기에서 파일의 체크섬을 계산하여 이를 방지할 수 있었지만 설치 시간이 늘어나는 것이 좋지 않다고 판단되었습니다.

스텁 애플리케이션

스텁 애플리케이션은 기기 내 mobile-install 디렉터리에서 dex, 네이티브 코드, Android 리소스를 로드하는 마법이 실행되는 곳입니다.

실제 로드는 BaseDexClassLoader를 서브클래스화하여 구현되며 문서화 수준이 상당히 우수합니다. 이는 앱 클래스가 로드되기 전에 이루어지므로 APK에 있는 모든 애플리케이션 클래스를 기기 내 mobile-install 디렉터리에 배치하여 adb install 없이 업데이트할 수 있습니다.

이는 앱의 클래스가 로드되기 전에 이루어져야 합니다. 따라서 .apk에 애플리케이션 클래스가 없어야 합니다. 즉, 이러한 클래스를 변경하려면 완전히 다시 설치해야 합니다.

이렇게 하려면 AndroidManifest.xml에 지정된 Application 클래스를 스텁 애플리케이션으로 대체합니다. 이는 앱이 시작될 때 제어권을 가져와 Android 프레임워크의 내부에서 Java 리플렉션을 사용하여 클래스 로더와 리소스 관리자를 가장 이른 시점 (생성자)에 적절하게 조정합니다.

스텁 애플리케이션은 mobile-install로 설치된 네이티브 라이브러리를 다른 위치에 복사합니다. 동적 링커는 파일에 X 비트를 설정해야 하므로 이 작업이 필요합니다. 루트가 아닌 adb에서 액세스할 수 있는 위치에서는 이 작업을 할 수 없습니다.

이러한 작업이 모두 완료되면 스텁 애플리케이션은 실제 Application 클래스를 인스턴스화하여 자신에 대한 모든 참조를 Android 프레임워크 내의 실제 애플리케이션으로 변경합니다.

결과

성능

일반적으로 bazel mobile-install를 사용하면 약간의 변경사항이 적용된 후 대규모 앱의 빌드 및 설치 속도가 4~10배 빨라집니다.

다음은 몇 가지 Google 제품에 대해 계산된 수치입니다.

물론 이는 변경의 특성에 따라 다릅니다. 기본 라이브러리를 변경한 후 재컴파일하는 데 더 많은 시간이 걸립니다.

제한사항

스텁 애플리케이션에서 사용하는 트릭이 모든 경우에 작동하는 것은 아닙니다. 다음 케이스는 예상대로 작동하지 않는 부분을 보여줍니다.

  • Context가 ContentProvider#onCreate()에서 Application 클래스로 변환되는 경우 이 메서드는 Application 클래스의 인스턴스를 대체할 기회가 있기 전에 애플리케이션 시작 중에 호출되므로 ContentProvider는 여전히 실제 애플리케이션 대신 스텁 애플리케이션을 참조합니다. Context를 이렇게 다운캐스트해서는 안 되므로 버그가 아니라고 할 수도 있지만 Google의 일부 앱에서 이 문제가 발생하는 것으로 보입니다.

  • bazel mobile-install로 설치된 리소스는 앱 내에서만 사용할 수 있습니다. 다른 앱에서 PackageManager#getApplicationResources()를 통해 리소스에 액세스하는 경우 이러한 리소스는 마지막 증분 외 설치의 리소스입니다.

  • ART를 실행하지 않는 기기 스텁 애플리케이션은 Froyo 이상에서 잘 작동하지만, Dalvik에는 특정 경우에 코드가 여러 .dex 파일에 배포되는 경우(예: Java 주석이 특정 방식으로 사용되는 경우) 앱이 잘못되었다고 생각하게 만드는 버그가 있습니다. 앱이 이러한 버그를 트리거하지 않는 한 Dalvik에서도 작동합니다. 단, 이전 Android 버전 지원은 Google의 주요 관심사가 아닙니다.