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Tutorial do Bazel: criar um projeto em C++

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Introdução

Você não conhece o Bazel? Você está no lugar certo. Siga este tutorial do Primeiro build para uma introdução simplificada ao uso do Bazel. Neste tutorial, definimos os termos-chave à medida que eles são usados no contexto do Bazel e mostramos os conceitos básicos do fluxo de trabalho do Bazel. Começando com as ferramentas necessárias, você criará e executará três projetos com complexidade crescente e aprenderá como e por que eles se tornam mais complexos.

Embora o Bazel seja um sistema de build compatível com builds em várias linguagens, neste tutorial, usamos um projeto C++ como exemplo e fornece as diretrizes gerais e o fluxo que se aplicam à maioria das linguagens.

Tempo estimado de conclusão: 30 minutos.

Pré-requisitos

Comece instalando o Bazel, caso ainda não tenha feito isso. Este tutorial usa o Git para controle de origem. Para melhores resultados, instale o Git.

Em seguida, extraia o projeto de exemplo do repositório do GitHub do Bazel executando o seguinte na ferramenta de linha de comando de sua preferência:

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

O projeto de exemplo para este tutorial está no diretório examples/cpp-tutorial.

Confira abaixo como ele é estruturado:

examples
└── cpp-tutorial
    ├──stage1
    │  ├── main
    │  │   ├── BUILD
    │  │   └── hello-world.cc
    │  └── WORKSPACE
    ├──stage2
    │  ├── main
    │  │   ├── BUILD
    │  │   ├── hello-world.cc
    │  │   ├── hello-greet.cc
    │  │   └── hello-greet.h
    │  └── WORKSPACE
    └──stage3
       ├── main
       │   ├── BUILD
       │   ├── hello-world.cc
       │   ├── hello-greet.cc
       │   └── hello-greet.h
       ├── lib
       │   ├── BUILD
       │   ├── hello-time.cc
       │   └── hello-time.h
       └── WORKSPACE

Há três conjuntos de arquivos, cada um representando um estágio neste tutorial. No primeiro estágio, você cria um único destino que reside em um único pacote. Na segunda etapa, você vai criar um binário e uma biblioteca com o mesmo pacote. Na terceira e última etapa, você vai criar um projeto com vários pacotes e vários destinos.

Resumo: introdução

Ao instalar o Bazel (e o Git) e clonar o repositório para este tutorial, você estabeleceu a base para seu primeiro build com o Bazel. Continue na próxima seção para definir alguns termos e configurar seu espaço de trabalho.

Primeiros passos

Configurar o espaço de trabalho

Antes de criar um projeto, é preciso configurar o espaço de trabalho dele. Um espaço de trabalho é um diretório que contém os arquivos de origem do seu projeto e as saídas de build do Bazel. Ele também contém estes arquivos importantes:

O WORKSPACE file, que identifica o diretório e o conteúdo dele como um espaço de trabalho do Bazel e reside na raiz da estrutura de diretórios do projeto.
Um ou mais BUILD files, que informam ao Bazel como criar diferentes partes do projeto. Um diretório no espaço de trabalho que contém um arquivo BUILD é um pacote. Mais sobre pacotes mais adiante neste tutorial.

Em projetos futuros, para designar um diretório como um espaço de trabalho do Bazel, crie um arquivo vazio chamado WORKSPACE nesse diretório. Para os fins deste tutorial, já há um arquivo WORKSPACE em cada estágio.

OBSERVAÇÃO: quando o Bazel cria o projeto, todas as entradas precisam estar no mesmo espaço de trabalho. Os arquivos que residem em diferentes espaços de trabalho são independentes uns dos outros, a menos que sejam vinculados. Confira informações mais detalhadas sobre as regras de espaços de trabalho neste guia.

Entender o arquivo BUILD

Um arquivo BUILD contém vários tipos diferentes de instruções para o Bazel. Cada arquivo BUILD requer pelo menos uma regra como um conjunto de instruções, que informa ao Bazel como criar as saídas desejadas, como bibliotecas ou binários executáveis. Cada instância de uma regra de build no arquivo BUILD é chamada de target e aponta para um conjunto específico de arquivos de origem e dependências. Um destino também pode apontar para outros.

Observe o arquivo BUILD no diretório cpp-tutorial/stage1/main:

cc_binary(
    name = "hello-world",
    srcs = ["hello-world.cc"],
)

No nosso exemplo, o destino hello-world instancia o cc_binary rule integrado do Bazel. A regra instrui o Bazel a criar um binário executável independente do arquivo de origem hello-world.cc sem dependências.

Resumo: Introdução

Agora você já conhece alguns termos importantes e o que eles significam no contexto deste projeto e do Bazel em geral. Na próxima seção, você vai criar e testar a fase 1 do projeto.

Fase 1: um destino, um pacote

É hora de criar a primeira parte do projeto. Para uma referência visual, a estrutura da seção "Etapa 1" do projeto é:

examples
└── cpp-tutorial
    └──stage1
       ├── main
       │   ├── BUILD
       │   └── hello-world.cc
       └── WORKSPACE

Execute o seguinte para mover para o diretório cpp-tutorial/stage1:

cd cpp-tutorial/stage1

Depois execute:

bazel build //main:hello-world

No rótulo de destino, a parte //main: é o local do arquivo BUILD em relação à raiz do espaço de trabalho, e hello-world é o nome do destino no arquivo BUILD.

O Bazel produz algo parecido com isto:

INFO: Found 1 target...
Target //main:hello-world up-to-date:
  bazel-bin/main/hello-world
INFO: Elapsed time: 2.267s, Critical Path: 0.25s

Você acabou de criar seu primeiro destino do Bazel. O Bazel coloca as saídas de build no diretório bazel-bin na raiz do espaço de trabalho.

Agora teste seu binário recém-criado, que é:

bazel-bin/main/hello-world

O resultado será a mensagem "Hello world" exibida.

Confira o gráfico de dependência da fase 1:

O gráfico de dependência de hello-world exibe um único destino com um único arquivo de origem.

Resumo: etapa 1

Agora que você concluiu seu primeiro build, tem uma ideia básica de como ele é estruturado. Na próxima etapa, você vai aumentar a complexidade adicionando outro destino.

Estágio 2: vários destinos de criação

Embora um único destino seja suficiente para projetos pequenos, é possível dividir projetos maiores em vários destinos e pacotes. Isso permite builds incrementais rápidos, ou seja, o Bazel só recria o que mudou, e acelera seus builds criando várias partes de um projeto de uma só vez. Esta etapa do tutorial adiciona um destino, e a próxima adiciona um pacote.

Este é o diretório com que você está trabalhando para o Estágio 2:

    ├──stage2
    │  ├── main
    │  │   ├── BUILD
    │  │   ├── hello-world.cc
    │  │   ├── hello-greet.cc
    │  │   └── hello-greet.h
    │  └── WORKSPACE

Confira abaixo o arquivo BUILD no diretório cpp-tutorial/stage2/main:

cc_library(
    name = "hello-greet",
    srcs = ["hello-greet.cc"],
    hdrs = ["hello-greet.h"],
)

cc_binary(
    name = "hello-world",
    srcs = ["hello-world.cc"],
    deps = [
        ":hello-greet",
    ],
)

Com esse arquivo BUILD, o Bazel primeiro cria a biblioteca hello-greet (usando o cc_library rule integrado do Bazel) e, em seguida, o binário hello-world. O atributo deps no destino hello-world informa ao Bazel que a biblioteca hello-greet é necessária para criar o binário hello-world.

Antes de criar essa nova versão do projeto, é necessário mudar os diretórios. Para isso, alterne para o diretório cpp-tutorial/stage2 executando:

cd ../stage2

Agora você pode criar o novo binário usando o seguinte comando conhecido:

bazel build //main:hello-world

Mais uma vez, o Bazel produz algo parecido com isto:

INFO: Found 1 target...
Target //main:hello-world up-to-date:
  bazel-bin/main/hello-world
INFO: Elapsed time: 2.399s, Critical Path: 0.30s

Agora você pode testar seu binário recém-criado, que retorna outro "Hello world":

bazel-bin/main/hello-world

Se você modificar hello-greet.cc e recriar o projeto, o Bazel apenas recompilará esse arquivo.

Analisando o gráfico de dependências, você pode ver que o hello-world depende das mesmas entradas, mas a estrutura do build é diferente:

O gráfico de dependências de "hello-world" mostra as mudanças na estrutura após a modificação do arquivo.

Resumo: etapa 2

Você criou o projeto com dois destinos. O destino hello-world cria um arquivo de origem e depende de outro destino (//main:hello-greet), que cria dois arquivos de origem adicionais. Na próxima seção, vamos dar um passo adiante e adicionar outro pacote.

Estágio 3: vários pacotes

Esta próxima etapa adiciona outra camada de complicação e cria um projeto com vários pacotes. Confira abaixo a estrutura e o conteúdo do diretório cpp-tutorial/stage3:

└──stage3
   ├── main
   │   ├── BUILD
   │   ├── hello-world.cc
   │   ├── hello-greet.cc
   │   └── hello-greet.h
   ├── lib
   │   ├── BUILD
   │   ├── hello-time.cc
   │   └── hello-time.h
   └── WORKSPACE

Agora há dois subdiretórios, e cada um deles contém um arquivo BUILD. Portanto, para o Bazel, o espaço de trabalho agora contém dois pacotes: lib e main.

Confira o arquivo lib/BUILD:

cc_library(
    name = "hello-time",
    srcs = ["hello-time.cc"],
    hdrs = ["hello-time.h"],
    visibility = ["//main:__pkg__"],
)

E no arquivo main/BUILD:

cc_library(
    name = "hello-greet",
    srcs = ["hello-greet.cc"],
    hdrs = ["hello-greet.h"],
)

cc_binary(
    name = "hello-world",
    srcs = ["hello-world.cc"],
    deps = [
        ":hello-greet",
        "//lib:hello-time",
    ],
)

O destino hello-world no pacote principal depende do destino hello-time no pacote lib (daí o rótulo de destino //lib:hello-time). O Bazel sabe isso pelo atributo deps. Isso é refletido no gráfico de dependência:

O gráfico de dependências de "hello-world" mostra como o destino no pacote principal depende do destino no pacote "lib".

Para que o build seja bem-sucedido, torne o destino //lib:hello-time em lib/BUILD explicitamente visível para destinos em main/BUILD usando o atributo de visibilidade. Isso acontece porque, por padrão, as segmentações só ficam visíveis para outras no mesmo arquivo BUILD. O Bazel usa a visibilidade de destino para evitar problemas, como bibliotecas que contêm detalhes de implementação vazados para APIs públicas.

Agora, crie a versão final do projeto. Alterne para o diretório cpp-tutorial/stage3 executando:

cd  ../stage3

Mais uma vez, execute o seguinte comando:

bazel build //main:hello-world

O Bazel produz algo parecido com isto:

INFO: Found 1 target...
Target //main:hello-world up-to-date:
  bazel-bin/main/hello-world
INFO: Elapsed time: 0.167s, Critical Path: 0.00s

Agora teste o último binário deste tutorial para uma mensagem Hello world final:

bazel-bin/main/hello-world

Resumo: fase 3

Agora você criou o projeto como dois pacotes com três destinos e entendeu as dependências entre eles, o que permite criar futuros projetos com o Bazel. Na próxima seção, confira como continuar sua jornada no Bazel.

Próximas etapas

Você concluiu seu primeiro build básico com o Bazel, mas este é apenas o início. Confira outros recursos para continuar aprendendo com o Bazel:

Para manter o foco em C++, leia sobre os casos de uso comuns de build em C++.
Para começar a criar outros aplicativos com o Bazel, consulte os tutoriais para Java, aplicativo Android ou aplicativo iOS.
Para saber mais sobre como trabalhar com repositórios locais e remotos, leia sobre dependências externas.
Saiba mais sobre as outras regras do Bazel neste guia de referência.

Boa programação!