บทแนะนำ Bazel: สร้างโปรเจ็กต์ Java

รายงานปัญหา ดูแหล่งที่มา

บทแนะนำนี้ครอบคลุมพื้นฐานการสร้างแอปพลิเคชัน Java ด้วย Bazel คุณจะต้องตั้งค่าพื้นที่ทำงานและสร้างโปรเจ็กต์ Java แบบง่ายๆ ที่แสดงให้เห็นแนวคิดหลักของ Bazel เช่น เป้าหมายและไฟล์ BUILD

เวลาที่ใช้ดำเนินการจนเสร็จโดยประมาณ 30 นาที

สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้

ในบทแนะนำนี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีการต่อไปนี้

  • สร้างเป้าหมาย
  • แสดงภาพทรัพยากร Dependency ของโปรเจ็กต์
  • แยกโปรเจ็กต์ออกเป็นเป้าหมายและแพ็กเกจหลายรายการ
  • ควบคุมระดับการเข้าถึงเป้าหมายในทุกแพ็กเกจ
  • อ้างอิงเป้าหมายผ่านป้ายกำกับ
  • ทำให้เป้าหมายใช้งานได้

ก่อนเริ่มต้น

ติดตั้ง Bazel

ในการเตรียมพร้อมสำหรับบทแนะนำ ให้ติดตั้ง Bazel ก่อนหากยังไม่ได้ติดตั้ง

ติดตั้ง JDK

  1. ติดตั้ง Java JDK (เวอร์ชันที่ต้องการคือ 11 แต่รองรับเวอร์ชันระหว่าง 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. ภายใต้รายการ "ตัวแปรผู้ใช้" (รายการด้านบนสุด) ให้คลิก "ใหม่..."
      4. ในช่อง "ชื่อตัวแปร" ให้ป้อน JAVA_HOME
      5. คลิก "เรียกดูไดเรกทอรี..."
      6. ไปที่ไดเรกทอรี JDK (เช่น C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152)
      7. คลิก "ตกลง" บนหน้าต่างกล่องโต้ตอบทั้งหมด

รับโปรเจ็กต์ตัวอย่าง

เรียกดูโปรเจ็กต์ตัวอย่างจากที่เก็บ GitHub ของ Bazel โดยทำดังนี้

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
└── MODULE.bazel

สร้างด้วย Bazel

ตั้งค่าพื้นที่ทำงาน

คุณต้องตั้งค่าพื้นที่ทำงานของโปรเจ็กต์ก่อนจึงจะสร้างโปรเจ็กต์ได้ พื้นที่ทำงานคือไดเรกทอรีที่เก็บไฟล์ต้นฉบับของโปรเจ็กต์และเอาต์พุตบิลด์ของ Bazel นอกจากนี้ยังมีไฟล์ที่ Bazel มองว่าเป็นแบบพิเศษ ดังนี้

  • ไฟล์ MODULE.bazel ซึ่งระบุไดเรกทอรีและเนื้อหาในไดเรกทอรีเป็นพื้นที่ทำงานแบบบาเซล และอยู่ที่รูทของโครงสร้างไดเรกทอรีของโปรเจ็กต์

  • ไฟล์ BUILD อย่างน้อย 1 ไฟล์ ซึ่งบอกวิธีการสร้างส่วนต่างๆ ของโปรเจ็กต์ที่ Bazel (ไดเรกทอรีภายในพื้นที่ทำงานที่มีไฟล์ BUILD คือแพ็กเกจ คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับแพ็กเกจในภายหลังได้ในบทแนะนำนี้)

หากต้องการกำหนดไดเรกทอรีเป็นพื้นที่ทำงาน Bazel ให้สร้างไฟล์เปล่าชื่อ MODULE.bazel ในไดเรกทอรีนั้น

เมื่อ Bazel สร้างโปรเจ็กต์ อินพุตและการอ้างอิงทั้งหมดต้องอยู่ในพื้นที่ทำงานเดียวกัน ไฟล์ที่อยู่ในพื้นที่ทำงานต่างๆ จะไม่เป็นอิสระจากที่อื่น เว้นแต่จะลิงก์กันซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทแนะนำนี้

ทำความเข้าใจไฟล์ BUILD

ไฟล์ BUILD ประกอบด้วยวิธีการประเภทต่างๆ สำหรับ Bazel ประเภทที่สำคัญที่สุดคือกฎการสร้าง ซึ่งจะบอก Bazel วิธีสร้างเอาต์พุตที่ต้องการ เช่น ไบนารีหรือไลบรารีที่สั่งการได้ แต่ละอินสแตนซ์ของกฎการสร้างในไฟล์ BUILD จะเรียกว่าเป้าหมาย และชี้ไปที่ชุดไฟล์ต้นทางและการอ้างอิงเฉพาะ เป้าหมายยังชี้ไปยังเป้าหมายอื่นๆ ได้ด้วย

ดูไฟล์ java-tutorial/BUILD รายการนี้

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

ในตัวอย่างของเรา เป้าหมาย ProjectRunner จะสร้างอินสแตนซ์ของกฎ java_binary ในตัวของ Bazel กฎนี้จะบอกให้ Bazel สร้างไฟล์ .jar และสคริปต์เชลล์ Wrapper (ตั้งชื่อตามเป้าหมายทั้งสอง)

แอตทริบิวต์ในเป้าหมายจะระบุทรัพยากร Dependency และตัวเลือกอย่างชัดเจน แม้ว่าแอตทริบิวต์ name จะเป็นแอตทริบิวต์บังคับ แต่ก็มีหลายรายการที่ไม่จำเป็นต้องระบุ เช่น ในเป้าหมายของกฎ ProjectRunner name คือชื่อของเป้าหมาย srcs จะระบุไฟล์ต้นทางที่ Bazel ใช้ในการสร้างเป้าหมาย และ main_class ระบุคลาสที่มีเมธอดหลัก (คุณอาจสังเกตเห็นว่าตัวอย่างของเราใช้ glob เพื่อส่งชุดไฟล์ต้นฉบับไปยัง Bazel แทนการแสดงไฟล์ทีละรายการ)

สร้างโปรเจ็กต์

หากต้องการสร้างโปรเจ็กต์ตัวอย่าง ให้ไปที่ไดเรกทอรี java-tutorial แล้วเรียกใช้

bazel build //:ProjectRunner

ในป้ายกำกับเป้าหมาย ส่วน // คือตำแหน่งของไฟล์ BUILD ที่สัมพันธ์กับรูทของพื้นที่ทำงาน (ในกรณีนี้คือรูทเอง) และ ProjectRunner เป็นชื่อเป้าหมายในไฟล์ BUILD (คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับป้ายกำกับเป้าหมายในตอนท้ายของบทแนะนำนี้)

Bazel ให้เอาต์พุตที่คล้ายกับตัวอย่างต่อไปนี้

   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 แรกของคุณ Bazel จะวางเอาต์พุตบิลด์ในไดเรกทอรี bazel-bin ที่รูทของพื้นที่ทำงาน เรียกดูเนื้อหาในเนื้อหานั้นเพื่อหาแนวคิดสำหรับโครงสร้างเอาต์พุตของ Bazel

ต่อไปให้ทดสอบไบนารีที่สร้างใหม่

bazel-bin/ProjectRunner

ตรวจสอบกราฟการอ้างอิง

Bazel กำหนดให้ต้องประกาศทรัพยากร Dependency ของบิลด์อย่างชัดเจนในไฟล์ BUILD Bazel จะใช้คำสั่งเหล่านั้นเพื่อสร้างกราฟการอ้างอิงของโปรเจ็กต์ ซึ่งช่วยให้สร้างบิลด์ส่วนเพิ่มที่แม่นยำได้

หากต้องการแสดงภาพทรัพยากร Dependency ของโปรเจ็กต์ตัวอย่าง คุณสร้างการแสดงข้อความของกราฟทรัพยากร Dependency ได้โดยเรียกใช้คำสั่งนี้ที่รูทของพื้นที่ทำงาน

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

คำสั่งด้านบนจะบอกให้ Bazel ค้นหาทรัพยากร Dependency ทั้งหมดสำหรับเป้าหมาย //:ProjectRunner (ยกเว้นทรัพยากร Dependency ของโฮสต์และการอ้างอิงโดยนัย) และจัดรูปแบบเอาต์พุตเป็นกราฟ

จากนั้นจึงวางข้อความลงใน GraphViz

คุณจะเห็นว่าโปรเจ็กต์มีเป้าหมายเดียวที่สร้างไฟล์ต้นฉบับ 2 ไฟล์โดยไม่มีทรัพยากร Dependency เพิ่มเติม

กราฟการขึ้นต่อกันของเป้าหมาย "ProjectRunner"

หลังจากตั้งค่าพื้นที่ทำงาน สร้างโปรเจ็กต์ และตรวจสอบการอ้างอิงของพื้นที่ทำงานแล้ว คุณก็เพิ่มความซับซ้อนได้

ปรับแต่งบิลด์ของ Bazel

แม้ว่าเป้าหมายเดียวก็เพียงพอสำหรับโปรเจ็กต์ขนาดเล็กแล้ว คุณอาจต้องแบ่งโปรเจ็กต์ขนาดใหญ่ออกเป็นหลายเป้าหมายและแพ็กเกจหลายๆ แบบเพื่อให้สร้างงานแบบค่อยเป็นค่อยไปได้อย่างรวดเร็ว (ซึ่งก็คือสร้างเฉพาะสิ่งที่เปลี่ยนแปลงใหม่เท่านั้น) และเพิ่มความเร็วในการสร้างด้วยการสร้างหลายๆ ส่วนของโปรเจ็กต์พร้อมกัน

ระบุเป้าหมายบิลด์หลายรายการ

คุณสามารถแยกบิลด์ของโปรเจ็กต์ตัวอย่างออกเป็น 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 จะบอกบาเซิลว่าไลบรารี greeter จำเป็นต้องสร้างไบนารี ProjectRunner

หากต้องการสร้างโปรเจ็กต์เวอร์ชันใหม่นี้ ให้เรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้

bazel build //:ProjectRunner

Bazel ให้เอาต์พุตที่คล้ายกับตัวอย่างต่อไปนี้

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

ต่อไปให้ทดสอบไบนารีที่สร้างใหม่

bazel-bin/ProjectRunner

หากแก้ไข ProjectRunner.java และสร้างโปรเจ็กต์ใหม่ Bazel จะรวบรวมข้อมูลไฟล์นั้นอีกครั้งเท่านั้น

เมื่อดูกราฟการใช้ทรัพยากร Dependency แล้ว คุณจะเห็นว่า ProjectRunner อาศัยอินพุตเดียวกันกับที่เคยทำก่อนหน้านี้ แต่โครงสร้างของบิลด์จะแตกต่างกัน ดังนี้

กราฟการขึ้นต่อกันของ "ProjectRunner" เป้าหมายหลังจากเพิ่มการอ้างอิง

ตอนนี้คุณได้สร้างโปรเจ็กต์ที่มี 2 เป้าหมายแล้ว เป้าหมาย ProjectRunner จะสร้างไฟล์แหล่งที่มา 2 ไฟล์และขึ้นอยู่กับเป้าหมายอีก 1 รายการ (:greeter) ซึ่งจะสร้างไฟล์ต้นทางเพิ่มเติม 1 ไฟล์

ใช้แพ็กเกจหลายรายการ

ตอนนี้เรามาแบ่งโปรเจ็กต์ออกเป็นหลายๆ แพ็กเกจ หากคุณดูไดเรกทอรี src/main/java/com/example/cmdline คุณจะเห็นว่าไดเรกทอรีดังกล่าวมีไฟล์ BUILD รวมถึงไฟล์ต้นฉบับบางรายการด้วย ดังนั้นสำหรับ Bazel แล้วตอนนี้พื้นที่ทำงานมี 2 แพ็กเกจ ได้แก่ //src/main/java/com/example/cmdline และ // (เนื่องจากมีไฟล์ BUILD ที่รูทของพื้นที่ทำงาน)

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

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

เป้าหมาย runner ขึ้นอยู่กับเป้าหมาย greeter ในแพ็กเกจ // (ดังนั้นป้ายกำกับเป้าหมาย //:greeter) - Bazel จะทราบเรื่องนี้ผ่านแอตทริบิวต์ deps ดูกราฟทรัพยากร Dependency

กราฟการขึ้นต่อกันของ "ตัววิ่ง" เป้าหมาย

อย่างไรก็ตาม คุณต้องให้ระดับการเข้าถึงเป้าหมาย runner ใน //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD แก่เป้าหมายใน //BUILD อย่างชัดแจ้งโดยใช้แอตทริบิวต์ visibility เพื่อให้บิลด์ประสบความสำเร็จ ทั้งนี้เนื่องจากโดยค่าเริ่มต้น เป้าหมายอื่นจะแสดงต่อเป้าหมายอื่นในไฟล์ BUILD เดียวกันเท่านั้น (Bazel ใช้ระดับการเข้าถึงเป้าหมายเพื่อป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น ไลบรารีที่มีรายละเอียดการใช้งานที่รั่วไหลเข้าสู่ API สาธารณะ)

โดยเพิ่มแอตทริบิวต์ visibility ไปยังเป้าหมาย 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 ให้เอาต์พุตที่คล้ายกับตัวอย่างต่อไปนี้

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

ต่อไปให้ทดสอบไบนารีที่สร้างใหม่

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

ตอนนี้คุณได้แก้ไขโปรเจ็กต์เพื่อสร้างเป็น 2 แพ็กเกจ โดยแต่ละแพ็กเกจมี 1 เป้าหมาย และทำความเข้าใจทรัพยากร Dependency ของแพ็กเกจเหล่านั้น

ใช้ป้ายกำกับเพื่ออ้างอิงเป้าหมาย

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

//path/to/package:target-name

หากเป้าหมายเป็นเป้าหมายของกฎ path/to/package จะเป็นเส้นทางไปยังไดเรกทอรีที่มีไฟล์ BUILD และ target-name คือชื่อที่คุณตั้งชื่อเป้าหมายในไฟล์ BUILD (แอตทริบิวต์ name) หากเป้าหมายคือไฟล์เป้าหมาย path/to/package คือเส้นทางไปยังรูทของแพ็กเกจ และ target-name คือชื่อไฟล์เป้าหมายรวมถึงเส้นทางแบบเต็ม

เมื่ออ้างอิงเป้าหมายที่รูทของที่เก็บ เส้นทางแพ็กเกจจะว่างเปล่า เพียงใช้ //:target-name เมื่ออ้างอิงเป้าหมายภายในไฟล์ BUILD เดียวกัน คุณสามารถข้ามตัวระบุรูทของพื้นที่ทำงาน // และใช้เฉพาะ :target-name ได้ด้วย

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

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

สร้างแพ็กเกจเป้าหมาย Java สำหรับการทำให้ใช้งานได้

มาสร้างแพ็กเกจเป้าหมาย Java สำหรับการทำให้ใช้งานได้โดยการสร้างไบนารีด้วยทรัพยากร Dependency ของรันไทม์ทั้งหมด วิธีนี้ช่วยให้คุณเรียกใช้ไบนารีนอกสภาพแวดล้อมการพัฒนาได้

อย่าลืมว่ากฎการสร้าง java_binary จะสร้าง .jar และสคริปต์เชลล์ 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

คุณจะเห็นได้ว่า runner.jar มี Runner.class แต่ไม่ใช่ทรัพยากร Dependency Greeting.class สคริปต์ runner ที่ Bazel สร้างจะเพิ่ม greeter.jar ไปยังคลาสพาธ ดังนั้นหากคุณปล่อยไว้แบบนี้ สคริปต์จะทำงานภายในเครื่อง แต่จะไม่ทำงานแบบสแตนด์อโลนในเครื่องอื่น โชคดีที่กฎ java_binary อนุญาตให้คุณสร้างไบนารีที่มีในตัวเองและทำให้ใช้งานได้ได้ หากต้องการสร้างค่านี้ ให้เพิ่ม _deploy.jar ต่อท้ายชื่อเป้าหมาย ดังนี้

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

Bazel ให้เอาต์พุตที่คล้ายกับตัวอย่างต่อไปนี้

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 ซึ่งจะเรียกใช้แบบสแตนด์อโลนจากสภาพแวดล้อมการพัฒนาได้เนื่องจากมีทรัพยากร Dependency ของรันไทม์ที่จำเป็น ดูเนื้อหาของ JAR แบบสแตนด์อโลนนี้โดยใช้คำสั่งเดียวกับก่อนหน้านี้

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

เนื้อหาจะมีคลาสที่จำเป็นทั้งหมดในการเรียกใช้

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

โปรดดูรายละเอียดเพิ่มเติมจากหัวข้อต่อไปนี้

ขอให้สนุกกับการสร้าง