Bazel 教學課程:建構 Android 應用程式

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注意:使用 Bazel 建構 Android 應用程式有已知的限制。請造訪 GitHub 的 team-Android 熱門清單,查看已知問題清單。雖然 Bazel 團隊和開放原始碼軟體 (OSS) 貢獻者積極解決已知問題,但使用者應注意,Android Studio 並未正式支援 Bazel 專案。

本教學課程將說明如何使用 Bazel 建構簡單的 Android 應用程式。

Bazel 支援使用 Android 規則建構 Android 應用程式。

本教學課程適用於 Windows、macOS 和 Linux 使用者,不需要具備 Bazel 或 Android 應用程式開發經驗。您不需要在本教學課程中編寫任何 Android 程式碼。

課程內容

在本教學課程中,您將學習如何:

  • 請安裝 Bazel 和 Android Studio,然後下載範例專案,設定環境。
  • 設定包含應用程式原始碼的 Bazel 工作區,以及用於識別工作區目錄頂層的 MODULE.bazel 檔案。
  • 更新 MODULE.bazel 檔案,納入必要外部依附元件 (例如 Android SDK) 的參照。
  • 建立 BUILD 檔案。
  • 使用 Bazel 建構應用程式。
  • 在 Android 模擬器或實體裝置上部署及執行應用程式。

事前準備

安裝 Bazel

開始本教學課程前,請先安裝下列軟體:

  • Bazel。如要安裝,請按照安裝說明操作。
  • Android Studio。如要安裝,請按照這裡的步驟下載 Android Studio。執行設定精靈,下載 SDK 並設定環境。
  • (選用) Git.使用 git 下載 Android 應用程式專案。

取得範例專案

針對範例專案,請使用 Bazel 範例存放區中的基本 Android 應用程式專案。

這個應用程式只有一個按鈕,點選後會顯示問候語:

按鈕問候語

圖 1. Android 應用程式按鈕問候語。

使用 git 複製存放區 (或直接下載 ZIP 檔案):

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

本教學課程的範例專案位於 examples/android/tutorial 中。在本教學課程的其餘部分,您將在這個目錄中執行指令。

查看來源檔案

查看應用程式的來源檔案。

.
├── README.md
└── src
    └── main
        ├── AndroidManifest.xml
        └── java
            └── com
                └── example
                    └── bazel
                        ├── AndroidManifest.xml
                        ├── Greeter.java
                        ├── MainActivity.java
                        └── res
                            ├── layout
                            │   └── activity_main.xml
                            └── values
                                ├── colors.xml
                                └── strings.xml

主要檔案和目錄如下:

名稱 位置
Android 資訊清單檔案 src/main/AndroidManifest.xmlsrc/main/java/com/example/bazel/AndroidManifest.xml
Android 來源檔案 src/main/java/com/example/bazel/MainActivity.javaGreeter.java
資源檔案目錄 src/main/java/com/example/bazel/res/

使用 Bazel 建構

設定工作區

工作區是包含一或多個軟體專案來源檔案的目錄,且根目錄中有 MODULE.bazel 檔案。

MODULE.bazel 檔案可能空白,或是包含建構專案所需的外部依附元件參照項目。

首先,請執行下列指令來建立空白的 MODULE.bazel 檔案:

作業系統 指令
Linux、macOS touch MODULE.bazel
Windows (命令提示字元) type nul > MODULE.bazel
Windows (PowerShell) New-Item MODULE.bazel -ItemType file

執行 Bazel

現在您可以使用下列指令檢查 Bazel 是否正常執行:

bazel info workspace

如果 Bazel 列印目前目錄的路徑,表示一切正常!如果 MODULE.bazel 檔案不存在,您會看到下列錯誤訊息:

ERROR: The 'info' command is only supported from within a workspace.

與 Android SDK 整合

Bazel 必須執行 Android SDK 建構工具以建構應用程式。這代表您必須在 MODULE.bazel 檔案中新增一些資訊,讓 Bazel 知道要在哪裡找到這些資訊。

MODULE.bazel 檔案中新增下列程式碼:

bazel_dep(name = "rules_android", version = "0.5.1")

這會使用 ANDROID_HOME 環境變數參照路徑中的 Android SDK,並自動偵測該位置中安裝的最高 API 級別和最新版本的建構工具。

您可以將 ANDROID_HOME 變數設為 Android SDK 的位置。使用 Android Studio 的 SDK Manager 找出已安裝 SDK 的路徑。假設 SDK 已安裝至預設位置,您可以使用下列指令設定 ANDROID_HOME 變數:

作業系統 指令
Linux export ANDROID_HOME=$HOME/Android/Sdk/
macOS export ANDROID_HOME=$HOME/Library/Android/sdk
Windows (命令提示字元) set ANDROID_HOME=%LOCALAPPDATA%\Android\Sdk
Windows (PowerShell) $env:ANDROID_HOME="$env:LOCALAPPDATA\Android\Sdk"

上述指令只會為目前的殼層工作階段設定變數。如要將這些變數設為永久變數,請執行下列指令:

作業系統 指令
Linux echo "export ANDROID_HOME=$HOME/Android/Sdk/" >> ~/.bashrc
macOS echo "export ANDROID_HOME=$HOME/Library/Android/Sdk/" >> ~/.bashrc
Windows (命令提示字元) setx ANDROID_HOME "%LOCALAPPDATA%\Android\Sdk"
Windows (PowerShell) [System.Environment]::SetEnvironmentVariable('ANDROID_HOME', "$env:LOCALAPPDATA\Android\Sdk", [System.EnvironmentVariableTarget]::User)

選用:如果您想將原生程式碼編譯至 Android 應用程式,請務必下載 Android NDK,並在 MODULE.bazel 檔案中加入下列行,以便使用 rules_android_ndk

bazel_dep(name = "rules_android_ndk", version = "0.1.2")

詳情請參閱「使用 Android Native Development Kit 搭配 Bazel」。

您不必將 SDK 和 NDK 的 API 級別設為相同值。這個頁面包含從 Android 版本到 NDK 支援 API 級別的對照表。

建立 BUILD 檔案

BUILD 檔案說明一組建構輸出內容之間的關係,例如 aapt 編譯的 Android 資源或 javac 的類別檔案,以及其依附元件。這些依附元件可能是工作區或其他建構輸出的來源檔案 (Java、C++)。BUILD 檔案是以 Starlark 語言編寫。

BUILD 檔案是 Bazel 中稱為套件階層的概念的一部分。套件階層是一種邏輯結構,覆蓋工作區中的目錄結構。每個套件都是一個目錄 (及其子目錄),其中包含一組相關的來源檔案和 BUILD 檔案。套件也包含任何子目錄,但不包含含有自身 BUILD 檔案的子目錄。套件名稱BUILD 檔案相對於 MODULE.bazel 檔案的路徑。

請注意,Bazel 的套件階層在概念上與 Android 應用程式目錄的 Java 套件階層 (即 BUILD 檔案的所在位置) 不同,雖然目錄的整理方式可能相同。

針對本教學課程中的簡易 Android 應用程式,src/main/ 中的來源檔案內含單一 Bazel 套件。較複雜的專案可能會有許多巢狀套件。

新增 android_library 規則

BUILD 檔案包含多種不同類型的 Bazel 宣告。其中最重要的類型是建構規則,可告訴 Bazel 如何從一組來源檔案或其他依附元件建構中間或最終軟體輸出內容。Bazel 提供兩個可用來建構 Android 應用程式的建構規則:android_libraryandroid_binary

在本教學課程中,您會先使用 android_library 規則告知 Bazel 從應用程式原始碼和資源檔案建構 Android 程式庫模組。接著,您將使用 android_binary 規則告知 Bazel 如何建構 Android 應用程式套件。

src/main/java/com/example/bazel 目錄中建立新的 BUILD 檔案,並宣告新的 android_library 目標:

src/main/java/com/example/bazel/BUILD

package(
    default_visibility = ["//src:__subpackages__"],
)

android_library(
    name = "greeter_activity",
    srcs = [
        "Greeter.java",
        "MainActivity.java",
    ],
    manifest = "AndroidManifest.xml",
    resource_files = glob(["res/**"]),
)

android_library 建構規則包含一組屬性,用於指定 Bazel 從來源檔案建構程式庫模組所需的資訊。請注意,規則的名稱為 greeter_activity。您會在 android_binary 規則中使用此名稱參照規則做為依附元件。

新增 android_binary 規則

android_binary 規則會為應用程式建構 Android 應用程式套件 (.apk 檔案)。

src/main/ 目錄中建立新的 BUILD 檔案,並宣告新的 android_binary 目標:

src/main/BUILD

android_binary(
    name = "app",
    manifest = "AndroidManifest.xml",
    deps = ["//src/main/java/com/example/bazel:greeter_activity"],
)

這裡,deps 屬性會參照您在上方 BUILD 檔案中加入的 greeter_activity 規則輸出內容。也就是說,當 Bazel 建構此規則的輸出內容時,會先檢查 greeter_activity 程式庫規則的輸出內容是否已建構且為最新版本。如果沒有,Bazel 會在建構後使用該輸出內容建構應用程式套件檔案。

接著,請儲存並關閉檔案。

建構應用程式

請嘗試建構應用程式!執行下列指令,建構 android_binary 目標:

bazel build //src/main:app

build 子指令會指示 Bazel 建構後續的目標。指定的目標是 BUILD 檔案內建構規則的名稱,以及相對於工作區目錄的套件路徑。在這個範例中,目標為 app,套件路徑為 //src/main/

請注意,您有時可以省略套件路徑或目標名稱,具體取決於您在指令列的目前工作目錄和目標名稱。如要進一步瞭解目標標籤和路徑,請參閱「標籤」一文。

Bazel 會開始建構範例應用程式。在建構程序期間,輸出內容會顯示類似以下內容:

INFO: Analysed target //src/main:app (0 packages loaded, 0 targets configured).
INFO: Found 1 target...
Target //src/main:app up-to-date:
  bazel-bin/src/main/app_deploy.jar
  bazel-bin/src/main/app_unsigned.apk
  bazel-bin/src/main/app.apk

找出建構輸出內容

Bazel 會將中繼和最終建構作業的輸出內容,放入一組個別使用者、個別工作區的輸出目錄中。這些目錄會從專案目錄頂層的以下位置建立符號連結,其中包含 MODULE.bazel 檔案:

  • bazel-bin 會儲存二進位可執行檔和其他可執行的建構輸出內容
  • bazel-genfiles 會儲存 Bazel 規則產生的中介來源檔案
  • bazel-out 會儲存其他類型的建構輸出內容

Bazel 會將使用 android_binary 規則產生的 Android .apk 檔案儲存在 bazel-bin/src/main 目錄中,其中子目錄名稱 src/main 是取自 Bazel 套件名稱。

在命令提示字元中,列出此目錄的內容並找出 app.apk 檔案:

作業系統 指令
Linux、macOS ls bazel-bin/src/main
Windows (命令提示字元) dir bazel-bin\src\main
Windows (PowerShell) ls bazel-bin\src\main

執行應用程式

您現在可以使用 bazel mobile-install 指令,透過指令列將應用程式部署至已連結的 Android 裝置或模擬器。這個指令會使用 Android Debug Bridge (adb) 與裝置通訊。您必須先按照 Android Debug Bridge 中的指示設定裝置,才能使用 adb 進行部署。您也可以選擇在 Android Studio 隨附的 Android 模擬器上安裝應用程式。請先確認模擬器正在執行,再執行下列指令。

輸入下列指令:

bazel mobile-install //src/main:app

接著,尋找並啟動「Bazel Tutorial App」:

Bazel 教學課程應用程式

圖 2. Bazel 教學課程應用程式。

恭喜!您剛安裝第一個使用 Bazel 建構的 Android 應用程式。

請注意,mobile-install 子命令也支援 --incremental 標記,可用於只部署自上次部署以來已變更的應用程式部分。

它也支援 --start_app 標記,可在安裝應用程式後立即啟動應用程式。

延伸閱讀

詳情請參閱下列頁面:

祝您建構愉快!