บทแนะนำ Bazel: สร้างโปรเจ็กต์ C++

รายงานปัญหา ดูแหล่งที่มา

เกริ่นนำ

หากเพิ่งเริ่มใช้ Bazel คุณมาถูกที่แล้ว ทำตามบทแนะนำการสร้างครั้งแรกนี้เพื่อดู ข้อมูลเบื้องต้นที่ง่ายขึ้นในการใช้ Bazel บทแนะนำนี้จะให้นิยามคำศัพท์สำคัญเมื่อใช้ในบริบทของ Bazel และแนะนำข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเวิร์กโฟลว์ของ Bazel เริ่มจากเครื่องมือที่ต้องใช้เพื่อสร้างและดำเนินโครงการ 3 โครงการโดยมีความซับซ้อนเพิ่มมากขึ้น และเรียนรู้ว่าทำอย่างไร และเหตุใดโครงการจึงมีความซับซ้อนมากขึ้น

แม้ว่า Bazel จะเป็นระบบบิลด์ที่รองรับบิลด์หลายภาษา แต่บทแนะนำนี้ใช้โปรเจ็กต์ C++ เป็นตัวอย่าง รวมถึงแสดงหลักเกณฑ์และขั้นตอนทั่วไปที่ใช้ได้กับภาษาส่วนใหญ่

เวลาที่ใช้ดำเนินการจนเสร็จสิ้นโดยประมาณ: 30 นาที

สิ่งที่ต้องดำเนินการก่อน

เริ่มต้นด้วยการติดตั้ง Bazel บทแนะนำนี้ใช้ Git สำหรับการควบคุมแหล่งที่มา ดังนั้นโปรดติดตั้ง Git ด้วยเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

ถัดไป ให้เรียกข้อมูลโปรเจ็กต์ตัวอย่างจากที่เก็บ GitHub ของ Bazel โดยเรียกใช้โค้ดต่อไปนี้ในเครื่องมือบรรทัดคำสั่งที่ต้องการ

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

โปรเจ็กต์ตัวอย่างสำหรับบทแนะนำนี้อยู่ในไดเรกทอรี examples/cpp-tutorial

ลองดูโครงสร้างของระบบด้านล่างนี้

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

ไฟล์มีอยู่ 3 ชุด โดยแต่ละชุดจะแสดงขั้นตอนในบทแนะนำนี้ ในระยะแรก คุณจะต้องสร้างเป้าหมายเดียวที่อยู่ในแพ็กเกจเดียว ในขั้นตอนที่ 2 คุณจะสร้างทั้งไบนารีและไลบรารีจากแพ็กเกจเดียว ในขั้นตอนที่ 3 ซึ่งเป็นระยะสุดท้าย คุณจะได้สร้างโปรเจ็กต์ที่มีแพ็กเกจหลายรายการและสร้างโดยมีหลายเป้าหมาย

สรุป: บทนำ

การติดตั้ง Bazel (และ Git) และโคลนที่เก็บสำหรับบทแนะนำนี้เป็นการปูพื้นฐานสำหรับบิลด์แรกด้วย Bazel ไปที่ส่วนถัดไปเพื่อกำหนดข้อกำหนดและตั้งค่าพื้นที่ทำงาน

เริ่มต้นใช้งาน

ตั้งค่าพื้นที่ทำงาน

คุณต้องตั้งค่าพื้นที่ทำงานของโปรเจ็กต์ก่อนจึงจะสร้างโปรเจ็กต์ได้ พื้นที่ทำงานคือไดเรกทอรีที่เก็บไฟล์ต้นทางของโปรเจ็กต์และเอาต์พุตบิลด์ของ Bazel นอกจากนี้ยังมีไฟล์สำคัญต่อไปนี้ด้วย

  • WORKSPACE file ซึ่งระบุไดเรกทอรีและเนื้อหาในไดเรกทอรีเป็นพื้นที่ทำงานของ Bazel และอยู่ที่รูทของโครงสร้างไดเรกทอรีของโปรเจ็กต์
  • BUILD files อย่างน้อย 1 รายการ ซึ่งบอก Bazel ถึงวิธีสร้างส่วนต่างๆ ของโปรเจ็กต์ ไดเรกทอรีภายในพื้นที่ทำงานที่มีไฟล์ BUILD เป็นแพ็กเกจ (ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแพ็กเกจได้ภายหลังในบทแนะนำนี้)

ในโปรเจ็กต์ในอนาคต หากต้องการกำหนดไดเรกทอรีเป็นพื้นที่ทำงาน Bazel ให้สร้างไฟล์เปล่าชื่อ WORKSPACE ในไดเรกทอรีนั้น ตามวัตถุประสงค์ของบทแนะนำนี้ มีไฟล์ WORKSPACE อยู่ในแต่ละขั้นตอนแล้ว

หมายเหตุ: เมื่อ Bazel สร้างโปรเจ็กต์ อินพุตทั้งหมดต้องอยู่ในพื้นที่ทำงานเดียวกัน ไฟล์ที่อยู่ในพื้นที่ทำงานที่ต่างกันจะเป็นอิสระต่อกัน เว้นแต่จะมีการเชื่อมโยงกัน ดูข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกฎพื้นที่ทำงานได้ในคู่มือนี้

ทำความเข้าใจไฟล์ BUILD

ไฟล์ BUILD มีวิธีการหลายประเภทสำหรับ Bazel ไฟล์ BUILD แต่ละไฟล์ต้องมีกฎอย่างน้อย 1 ข้อเป็นชุดวิธีการ ซึ่งจะบอก Bazel ถึงวิธีสร้างเอาต์พุตที่ต้องการ เช่น ไบนารีหรือไลบรารีสั่งการ แต่ละอินสแตนซ์ของกฎบิลด์ในไฟล์ BUILD จะเรียกว่า target และชี้ไปยังชุดไฟล์แหล่งที่มาและทรัพยากร Dependency ที่เฉพาะเจาะจง เป้าหมายชี้ไปยังเป้าหมายอื่นได้ด้วย

ดูไฟล์ BUILD ในไดเรกทอรี cpp-tutorial/stage1/main:

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

ในตัวอย่างของเรา เป้าหมาย hello-world จะสร้างอินสแตนซ์ cc_binary rule ในตัวของ Bazel กฎนี้จะบอก Bazel ให้สร้างไบนารีสั่งการที่มีในตัวจากไฟล์ต้นทาง hello-world.cc โดยไม่มีทรัพยากร Dependency

สรุป: การเริ่มต้นใช้งาน

ตอนนี้คุณก็คุ้นเคยกับคำศัพท์สำคัญและความหมายในบริบทของโปรเจ็กต์นี้และ Bazel โดยทั่วไปแล้ว ในหัวข้อถัดไป คุณจะได้สร้างและทดสอบระยะที่ 1 ของโปรเจ็กต์

ขั้นที่ 1: เป้าหมายเดียว แพ็กเกจเดียว

ถึงเวลาสร้างส่วนแรกของโปรเจ็กต์แล้ว สำหรับการอ้างอิงด้วยภาพ โครงสร้างของส่วนระยะที่ 1 ของโปรเจ็กต์คือ

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

เรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้เพื่อย้ายไปยังไดเรกทอรี cpp-tutorial/stage1

cd cpp-tutorial/stage1

ต่อไป ให้เรียกใช้

bazel build //main:hello-world

ในป้ายกำกับเป้าหมาย ส่วน //main: คือตำแหน่งของไฟล์ BUILD ที่สัมพันธ์กับรูทของพื้นที่ทำงาน และ hello-world คือชื่อเป้าหมายในไฟล์ BUILD

Bazel ผลิตเนื้อหาที่มีลักษณะเช่นนี้

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

คุณเพิ่งสร้างเป้าหมาย Bazel แรก Bazel จะวางเอาต์พุตของบิลด์ในไดเรกทอรี bazel-bin ที่รูทของพื้นที่ทำงาน

ตอนนี้ให้ทดสอบไบนารีที่สร้างใหม่ ซึ่งก็คือ

bazel-bin/main/hello-world

ซึ่งส่งผลให้มีข้อความ "Hello world" ที่พิมพ์ออกมา

กราฟการขึ้นต่อกันของระยะที่ 1 มีดังนี้

กราฟการขึ้นต่อกันสำหรับ Hello-world แสดงเป้าหมายเดียวที่มีไฟล์แหล่งที่มาเดียว

สรุป: ขั้นที่ 1

เมื่อคุณสร้างงานสร้างแรกเสร็จแล้ว คุณจะมีไอเดียพื้นฐานว่างานสร้างมีโครงสร้างอย่างไร ในขั้นตอนถัดไป คุณจะเพิ่มความซับซ้อนโดยการเพิ่มเป้าหมายอื่น

ขั้นที่ 2: เป้าหมายบิลด์หลายรายการ

แม้ว่าเป้าหมายเดียวจะเพียงพอแล้วสำหรับโปรเจ็กต์ขนาดเล็ก แต่คุณอาจต้องแบ่งโปรเจ็กต์ขนาดใหญ่ออกเป็นหลายเป้าหมายและแพ็กเกจ ซึ่งทำให้งานสร้างเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว กล่าวคือ Bazel จะสร้างเฉพาะสิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปขึ้นมาใหม่เท่านั้น และทำให้งานสร้างของคุณเร็วขึ้นด้วยการสร้างส่วนต่างๆ ของโปรเจ็กต์พร้อมกัน ขั้นตอนนี้ของบทแนะนำจะเพิ่มเป้าหมาย ส่วนถัดไปจะเพิ่มแพ็กเกจ

นี่คือไดเรกทอรีที่คุณกำลังใช้งานสำหรับระยะที่ 2:

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

ลองดูไฟล์ BUILD ในไดเรกทอรี cpp-tutorial/stage2/main ด้านล่าง

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",
    ],
)

ด้วยไฟล์ BUILD นี้ Bazel จะสร้างไลบรารี hello-greet ก่อน (โดยใช้ cc_library rule ในตัวของ Bazel) จากนั้นจึงสร้างไบนารี hello-world แอตทริบิวต์ deps ในเป้าหมาย hello-world จะบอก Bazel ว่าไลบรารี hello-greet จำเป็นต้องสร้างไบนารี hello-world

คุณต้องเปลี่ยนไดเรกทอรีและเปลี่ยนเป็นไดเรกทอรี cpp-tutorial/stage2 โดยเรียกใช้รายการต่อไปนี้ก่อนสร้างโปรเจ็กต์เวอร์ชันใหม่นี้

cd ../stage2

ตอนนี้คุณสร้างไบนารีใหม่ได้โดยใช้คำสั่งที่คุ้นเคยต่อไปนี้

bazel build //main:hello-world

Bazel ผลิตเนื้อหาที่มีลักษณะเช่นนี้อีกแล้ว

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

ตอนนี้คุณทดสอบไบนารีที่สร้างใหม่ได้แล้ว ซึ่งจะแสดงผล “Hello world” อีกรายการหนึ่ง:

bazel-bin/main/hello-world

หากคุณแก้ไข hello-greet.cc แล้วสร้างโปรเจ็กต์ใหม่ Bazel จะคอมไพล์เฉพาะไฟล์นั้นซ้ำเท่านั้น

เมื่อดูกราฟทรัพยากร Dependency แล้ว คุณจะเห็นว่า hello-world อิงตามอินพุตเพิ่มเติมที่ชื่อว่า hello-greet

กราฟการขึ้นต่อกันสำหรับ "hello-world" แสดงการเปลี่ยนแปลงของทรัพยากร Dependency หลังจากแก้ไขไฟล์

สรุป: ขั้นที่ 2

ตอนนี้คุณได้สร้างโปรเจ็กต์ที่มีเป้าหมาย 2 รายการแล้ว เป้าหมาย hello-world จะสร้างไฟล์ต้นฉบับ 1 ไฟล์และขึ้นอยู่กับเป้าหมายอื่นอีก 1 รายการ (//main:hello-greet) ซึ่งจะสร้างไฟล์ต้นทางเพิ่มอีก 2 ไฟล์ ในส่วนถัดไป ดำเนินการเพิ่ม และเพิ่มแพ็กเกจอีกรายการ

ขั้นที่ 3: หลายแพ็กเกจ

ขั้นตอนถัดไปนี้จะเพิ่มข้อมูลแทรกอีกชั้นหนึ่งและสร้างโปรเจ็กต์ที่มีแพ็กเกจหลายรายการ ลองดูโครงสร้างและเนื้อหาของไดเรกทอรี cpp-tutorial/stage3 ที่ด้านล่าง

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

คุณจะเห็นว่าขณะนี้มีไดเรกทอรีย่อย 2 รายการ และแต่ละไดเรกทอรีย่อยมีไฟล์ BUILD ดังนั้นสำหรับ Bazel พื้นที่ทำงานจะมี 2 แพ็กเกจ ได้แก่ lib และ main

ดูไฟล์ lib/BUILD:

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

และในไฟล์ 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",
    ],
)

เป้าหมาย hello-world ในแพ็กเกจหลักขึ้นอยู่กับเป้าหมาย hello-time ในแพ็กเกจ lib (ดังนั้นป้ายกำกับเป้าหมาย //lib:hello-time) Bazel จะทราบเรื่องนี้ผ่านแอตทริบิวต์ deps คุณจะเห็นข้อมูลนี้แสดงในกราฟทรัพยากร Dependency

กราฟการขึ้นต่อกันของ "hello-world" แสดงวิธีที่เป้าหมายในแพ็กเกจหลักขึ้นอยู่กับเป้าหมายในแพ็กเกจ "lib"

เพื่อให้บิลด์ประสบความสำเร็จ คุณทำให้เป้าหมาย //lib:hello-time ใน lib/BUILD เห็นอย่างชัดเจนกับเป้าหมายใน main/BUILD โดยใช้แอตทริบิวต์ระดับการเข้าถึง ทั้งนี้เนื่องจากโดยค่าเริ่มต้น เป้าหมายเริ่มต้นจะปรากฏเฉพาะกับเป้าหมายอื่นในไฟล์ BUILD เดียวกันเท่านั้น Bazel ใช้ระดับการเข้าถึงเป้าหมายเพื่อป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น ไลบรารีที่มีรายละเอียดการใช้งานรั่วไหลใน API สาธารณะ

จากนั้นสร้างโปรเจ็กต์เวอร์ชันสุดท้ายนี้ เปลี่ยนไปใช้ไดเรกทอรี cpp-tutorial/stage3 โดยเรียกใช้

cd  ../stage3

เรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้อีกครั้ง

bazel build //main:hello-world

Bazel ผลิตเนื้อหาที่มีลักษณะเช่นนี้

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

ตอนนี้ให้ทดสอบไบนารีสุดท้ายของบทแนะนำนี้สำหรับข้อความ Hello world สุดท้าย:

bazel-bin/main/hello-world

สรุป: ระยะที่ 3

ตอนนี้คุณได้สร้างโปรเจ็กต์จาก 2 แพ็กเกจที่มี 3 เป้าหมายแล้ว และเข้าใจทรัพยากร Dependency ระหว่างแพ็กเกจทั้งสอง ซึ่งจะเตรียมความพร้อมให้คุณดำเนินการต่อและสร้างโปรเจ็กต์ในอนาคตด้วย Bazel ในส่วนถัดไป เรามาดูวิธีการเดินทางของคุณต่อในบาเซล

ขั้นตอนถัดไป

ตอนนี้คุณสิ้นสุดงานสร้างพื้นฐานกับ Bazel เสร็จเรียบร้อยแล้ว แต่นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อการเรียนรู้กับ Bazel ต่อไปมีดังนี้

ขอให้สนุกกับการสร้าง