บทแนะนำ Bazel: สร้างโปรเจ็กต์ Java

บทแนะนํานี้จะอธิบายพื้นฐานการสร้างแอปพลิเคชัน Java ด้วย Bazel คุณจะต้องตั้งค่าพื้นที่ทํางานและสร้างโปรเจ็กต์ Java ง่ายๆ ที่แสดงแนวคิดสําคัญของ Bazel เช่น เป้าหมายและไฟล์ BUILD

เวลาโดยประมาณในการดำเนินการเสร็จสมบูรณ์: 30 นาที

สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้

ในบทแนะนำนี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีทำสิ่งต่อไปนี้

• สร้างเป้าหมาย
• แสดงภาพทรัพยากร Dependency ของโปรเจ็กต์
• แยกโปรเจ็กต์ออกเป็นหลายเป้าหมายและแพ็กเกจ
• ควบคุมระดับการมองเห็นเป้าหมายในแพ็กเกจต่างๆ
• อ้างอิงเป้าหมายผ่านป้ายกํากับ
• ติดตั้งใช้งานเป้าหมาย

ก่อนเริ่มต้น

ติดตั้ง Bazel

ในการเตรียมตัวสำหรับบทแนะนำ ให้ติดตั้ง Bazel ก่อน หากยังไม่ได้ติดตั้ง

ติดตั้ง JDK

1. ติดตั้ง Java JDK (เวอร์ชันที่แนะนำคือ 11 แต่ระบบรองรับเวอร์ชันระหว่าง 8 ถึง 15)

2. ตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อม JAVA_HOME ให้ชี้ไปยัง JDK

   • ใน Linux/macOS ให้ทำดังนี้

     export JAVA_HOME="$(dirname $(dirname $(realpath $(which javac))))"
     

   • บน Windows:

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

รับโปรเจ็กต์ตัวอย่าง

เรียกข้อมูลโปรเจ็กต์ตัวอย่างจากที่เก็บ GitHub ของ Bazel

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

โปรเจ็กต์ตัวอย่างสําหรับบทแนะนํานี้จะอยู่ในไดเรกทอรี examples/java-tutorial และมีลักษณะดังนี้

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

บิลด์ด้วย Bazel

ตั้งค่าพื้นที่ทํางาน

คุณต้องตั้งค่าพื้นที่ทํางานก่อนจึงจะสร้างโปรเจ็กต์ได้ เวิร์กช็อปคือไดเรกทอรีที่มีไฟล์ต้นฉบับของโปรเจ็กต์และเอาต์พุตการสร้างของ Bazel รวมถึงไฟล์ที่ Bazel รู้จักว่าเป็นไฟล์พิเศษ

• ไฟล์ MODULE.bazel ซึ่งระบุไดเรกทอรีและเนื้อหาว่าเป็นเวิร์กสเปซ Bazel และอยู่ในรูทของโครงสร้างไดเรกทอรีของโปรเจ็กต์

• ไฟล์ BUILD อย่างน้อย 1 ไฟล์ ซึ่งบอก Bazel ว่าจะสร้างส่วนต่างๆ ของโปรเจ็กต์อย่างไร (ไดเรกทอรีภายในพื้นที่ทำงานที่มีไฟล์ BUILD จะเป็นแพ็กเกจ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับแพ็กเกจในบทแนะนำนี้ในภายหลัง)

หากต้องการกำหนดไดเรกทอรีเป็นพื้นที่ทำงาน Bazel ให้สร้างไฟล์ว่างชื่อ MODULE.bazel ในไดเรกทอรีนั้น

เมื่อ Bazel บิลด์โปรเจ็กต์ อินพุตและทรัพยากร Dependency ทั้งหมดต้องอยู่ในเวิร์กスペースเดียวกัน ไฟล์ที่อยู่ในพื้นที่ทำงานต่างๆ จะแยกจากกัน เว้นแต่จะมีการลิงก์ ซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทแนะนำนี้

ทำความเข้าใจไฟล์ BUILD

ไฟล์ BUILD มีคำสั่งหลายประเภทสำหรับ Bazel ประเภทที่สำคัญที่สุดคือกฎการสร้าง ซึ่งบอก Bazel ว่าจะสร้างเอาต์พุตที่ต้องการอย่างไร เช่น ไฟล์ปฏิบัติการหรือไลบรารี อินสแตนซ์แต่ละรายการของกฎการสร้างในไฟล์ BUILD เรียกว่าเป้าหมายและชี้ไปยังชุดไฟล์ต้นทางและรายการที่เกี่ยวข้องที่เฉพาะเจาะจง เป้าหมายหนึ่งๆ ยังชี้ไปยังเป้าหมายอื่นๆ ได้ด้วย

โปรดดูไฟล์ java-tutorial/BUILD

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

ในตัวอย่างของเรา เป้าหมาย ProjectRunner จะสร้างอินสแตนซ์กฎ java_binary ในตัวของ Bazel กฎนี้จะบอกให้ Bazel คอมไพล์ไฟล์ .jar และสคริปต์เชลล์ที่ใช้ห่อ (ทั้ง 2 รายการตั้งชื่อตามเป้าหมาย)

แอตทริบิวต์ในเป้าหมายจะระบุการพึ่งพาและตัวเลือกอย่างชัดเจน แม้ว่าแอตทริบิวต์ name จะเป็นสิ่งที่ต้องระบุ แต่แอตทริบิวต์อื่นๆ หลายรายการเป็นค่าที่ไม่บังคับ ตัวอย่างเช่น ใน ProjectRunner rule target name คือชื่อของเป้าหมาย srcs ระบุไฟล์ต้นทางที่ Bazel ใช้สร้างเป้าหมาย และ main_class ระบุคลาสที่มีเมธอดหลัก (คุณอาจสังเกตเห็นว่าตัวอย่างของเราใช้ glob เพื่อส่งชุดไฟล์ต้นฉบับไปยัง Bazel แทนที่จะแสดงรายการทีละรายการ)

สร้างโปรเจ็กต์

หากต้องการสร้างโปรเจ็กต์ตัวอย่าง ให้ไปที่ไดเรกทอรี java-tutorial แล้วเรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้

bazel build //:ProjectRunner

ในป้ายกำกับเป้าหมาย ส่วน // คือตำแหน่งของไฟล์ BUILD สัมพันธ์กับรูทของพื้นที่ทำงาน (ในกรณีนี้คือรูทเอง) และ ProjectRunner คือชื่อเป้าหมายในไฟล์ BUILD (คุณจะได้ดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับป้ายกํากับเป้าหมายที่ส่วนท้ายของบทแนะนํานี้)

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 รายการแรก Bazel จะวางเอาต์พุตการสร้างในไดเรกทอรี bazel-bin ที่รูทของพื้นที่ทํางาน เรียกดูเนื้อหาเพื่อดูตัวอย่างโครงสร้างเอาต์พุตของ Bazel

ตอนนี้ให้ทดสอบไบนารีที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่โดยทำดังนี้

bazel-bin/ProjectRunner

ตรวจสอบกราฟทรัพยากร Dependency

Bazel กําหนดให้ต้องประกาศการพึ่งพาการบิลด์อย่างชัดเจนในไฟล์ BUILD Bazel ใช้คำสั่งเหล่านั้นเพื่อสร้างกราฟความเกี่ยวข้องของโปรเจ็กต์ ซึ่งช่วยให้การบิลด์แบบเพิ่มทีละน้อยมีความแม่นยำ

หากต้องการแสดงภาพทรัพยากร Dependency ของโปรเจ็กต์ตัวอย่าง ให้สร้างการนําเสนอแบบข้อความของกราฟทรัพยากร Dependency โดยเรียกใช้คําสั่งนี้ที่รูทของเวิร์กสเปซ

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

คำสั่งข้างต้นบอกให้ Bazel ค้นหาไลบรารีทั้งหมดของเป้าหมาย //:ProjectRunner (ยกเว้นไลบรารีของโฮสต์และไลบรารีโดยนัย) และจัดรูปแบบเอาต์พุตเป็นกราฟ

จากนั้นวางข้อความลงใน GraphViz

ดังที่คุณเห็น โปรเจ็กต์มีเป้าหมายเดียวที่สร้างไฟล์ต้นฉบับ 2 ไฟล์โดยไม่มีไลบรารีเพิ่มเติม

หลังจากตั้งค่าเวิร์กスペース สร้างโปรเจ็กต์ และตรวจสอบข้อกําหนดของโปรเจ็กต์แล้ว คุณสามารถเพิ่มความซับซ้อนได้

ปรับแต่งบิลด์ Bazel

แม้ว่าเป้าหมายเดียวจะเพียงพอสําหรับโปรเจ็กต์ขนาดเล็ก แต่คุณอาจต้องแยกโปรเจ็กต์ขนาดใหญ่ออกเป็นเป้าหมายและแพ็กเกจหลายรายการเพื่อให้บิลด์ได้อย่างรวดเร็ว (กล่าวคือ บิลด์เฉพาะสิ่งที่เปลี่ยนแปลง) และเพื่อเร่งความเร็วในการสร้างโดยการสร้างหลายส่วนของโปรเจ็กต์พร้อมกัน

ระบุเป้าหมายการสร้างหลายรายการ

คุณสามารถแยกบิลด์โปรเจ็กต์ตัวอย่างออกเป็น 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"],
)

เมื่อใช้การกำหนดค่านี้ Bazel จะสร้างไลบรารี greeter ก่อน จากนั้นจึงสร้างไฟล์ไบนารี ProjectRunner แอตทริบิวต์ deps ใน java_binary บอก Bazel ว่าต้องใช้ไลบรารี 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

ตอนนี้ให้ทดสอบไบนารีที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่โดยทำดังนี้

bazel-bin/ProjectRunner

ตอนนี้หากคุณแก้ไข ProjectRunner.java และสร้างโปรเจ็กต์อีกครั้ง Bazel จะคอมไพล์ไฟล์นั้นอีกครั้งเท่านั้น

เมื่อดูที่กราฟความเกี่ยวข้อง คุณจะเห็นว่า ProjectRunner ต้องใช้อินพุตเดียวกันกับที่ใช้ก่อนหน้านี้ แต่โครงสร้างของบิลด์จะแตกต่างกัน

ตอนนี้คุณสร้างโปรเจ็กต์ที่มีเป้าหมาย 2 รายการแล้ว เป้าหมาย ProjectRunner จะสร้างไฟล์ต้นฉบับ 1 ไฟล์และขึ้นอยู่กับเป้าหมายอื่น 1 รายการ (:greeter) ซึ่งจะสร้างไฟล์ต้นฉบับอีก 1 ไฟล์

ใช้แพ็กเกจหลายรายการ

มาแยกโปรเจ็กต์ออกเป็นหลายแพ็กเกจกัน หากดูที่ไดเรกทอรี src/main/java/com/example/cmdline คุณจะเห็นว่ามีไฟล์ BUILD และไฟล์ต้นฉบับบางไฟล์ด้วย ดังนั้น ตอนนี้พื้นที่ทํางานของ Bazel จะมีแพ็กเกจ 2 รายการ ได้แก่ //src/main/java/com/example/cmdline และ // (เนื่องจากมีไฟล์ BUILD ที่รูทของพื้นที่ทํางาน)

โปรดดูไฟล์ 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 // (จึงเป็นป้ายกำกับเป้าหมาย //:greeter) - Bazel ทราบข้อมูลนี้ผ่านแอตทริบิวต์ deps ดูกราฟทรัพยากร Dependency ต่อไปนี้

อย่างไรก็ตาม หากต้องการให้การบิลด์สําเร็จ คุณต้องกำหนดเป้าหมายใน runner ให้มองเห็นเป้าหมายใน //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD อย่างชัดเจนโดยใช้แอตทริบิวต์ visibility//BUILD เนื่องจากโดยค่าเริ่มต้น เป้าหมายจะมองเห็นได้เฉพาะเป้าหมายอื่นๆ ในไฟล์ BUILD เดียวกันเท่านั้น (Bazel ใช้ระดับการเข้าถึงเป้าหมายเพื่อป้องกันปัญหา เช่น ไลบรารีที่มีรายละเอียดการใช้งานรั่วไหลไปยัง 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__"],
)

ตอนนี้คุณสร้างแพ็กเกจใหม่ได้โดยเรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้ที่รูทของพื้นที่ทํางาน

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

ตอนนี้ให้ทดสอบไบนารีที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่โดยทำดังนี้

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

ตอนนี้คุณได้แก้ไขโปรเจ็กต์ให้สร้างเป็นแพ็กเกจ 2 รายการแล้ว โดยแต่ละรายการมีเป้าหมาย 1 รายการ และเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างแพ็กเกจ

ใช้ป้ายกำกับเพื่ออ้างอิงเป้าหมาย

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

//path/to/package:target-name

หากเป้าหมายคือเป้าหมายของกฎ path/to/package คือเส้นทางไปยังไดเรกทอรีที่มีไฟล์ BUILD และ target-name คือชื่อที่คุณตั้งให้กับเป้าหมายในไฟล์ BUILD (แอตทริบิวต์ name) หากเป้าหมายเป็นไฟล์เป้าหมาย path/to/package คือเส้นทางไปยังรูทของแพ็กเกจ และ target-name คือชื่อไฟล์เป้าหมาย รวมถึงเส้นทางแบบเต็ม

เมื่ออ้างอิงเป้าหมายที่รูทของที่เก็บข้อมูล เส้นทางของแพ็กเกจจะว่างเปล่า ให้ใช้ //:target-name เมื่ออ้างอิงเป้าหมายภายในBUILDไฟล์เดียวกัน คุณยังสามารถข้ามตัวระบุรูทของ Workspace // และใช้:target-name เพียงอย่างเดียวได้

ตัวอย่างเช่น สำหรับเป้าหมายในไฟล์ java-tutorial/BUILD คุณไม่จำเป็นต้องระบุเส้นทางของแพ็กเกจ เนื่องจากรูทของพื้นที่ทำงานเป็นแพ็กเกจอยู่แล้ว (//) และป้ายกำกับเป้าหมาย 2 รายการของคุณคือ //:ProjectRunner และ //:greeter

แต่สำหรับเป้าหมายในไฟล์ //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD คุณต้องระบุเส้นทางแบบเต็มของแพ็กเกจ //src/main/java/com/example/cmdline และป้ายกำกับเป้าหมายคือ //src/main/java/com/example/cmdline:runner

แพ็กเกจเป้าหมาย Java สำหรับการทำให้ใช้งานได้

มาแพ็กเกจเป้าหมาย Java สําหรับการติดตั้งใช้งานโดยการสร้างไบนารีที่มีการพึ่งพารันไทม์ทั้งหมดกัน ซึ่งจะช่วยให้คุณเรียกใช้ไบนารีนอกสภาพแวดล้อมการพัฒนาได้

ดังที่คุณจำได้ กฎการสร้าง java_binary จะสร้าง .jar และสคริปต์เชลล์ของ Wrapper ดูเนื้อหาของ runner.jar โดยใช้คำสั่งนี้

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

เนื้อหามีดังนี้

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

ดังที่คุณเห็น runner.jar มี Runner.class แต่ไม่มี Greeting.class ซึ่งเป็นข้อกำหนด สคริปต์ runner ที่ Bazel สร้างขึ้นจะเพิ่ม greeter.jar ลงใน classpath ดังนั้นหากปล่อยไว้เช่นนี้ สคริปต์จะทำงานในเครื่อง แต่จะไม่ทำงานแบบสแตนด์อโลนในเครื่องอื่น แต่กฎ java_binary ช่วยให้คุณสร้างไบนารีแบบสําเร็จรูปที่ใช้งานได้ หากต้องการสร้าง ให้ใส่ _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 ซึ่งสามารถเรียกใช้ได้แบบสแตนด์อโลนจากสภาพแวดล้อมการพัฒนา เนื่องจากมีไลบรารีรันไทม์ที่จำเป็น ดูเนื้อหาของ JAR แบบสแตนด์อโลนนี้โดยใช้คำสั่งเดียวกันกับก่อนหน้านี้

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

เนื้อหาประกอบด้วยคลาสที่จำเป็นทั้งหมดในการเรียกใช้

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

ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่

• rules_jvm_external สำหรับกฎเพื่อจัดการการอ้างอิง Maven แบบทรานซิทีฟ

• Dependency ภายนอกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานกับที่เก็บข้อมูลในเครื่องและที่เก็บข้อมูลระยะไกล

• กฎอื่นๆ เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Bazel

• บทแนะนำการสร้าง C++ เพื่อเริ่มต้นสร้างโปรเจ็กต์ C++ ด้วย Bazel

• บทแนะนำแอปพลิเคชัน Android และบทแนะนำแอปพลิเคชัน iOS เพื่อเริ่มต้นสร้างแอปพลิเคชันบนอุปกรณ์เคลื่อนที่สำหรับ Android และ iOS ด้วย Bazel

ขอให้สนุกกับการสร้าง