Hướng dẫn về Bazel: Xây dựng dự án Java

Báo cáo sự cố Xem nguồn

Hướng dẫn này trình bày các kiến thức cơ bản về cách tạo ứng dụng Java bằng Bazel. Bạn sẽ thiết lập không gian làm việc và xây dựng một dự án Java đơn giản minh hoạ các khái niệm chính của Bazel, chẳng hạn như mục tiêu và tệp BUILD.

Thời gian hoàn thành ước tính: 30 phút.

Kiến thức bạn sẽ học được

Trong hướng dẫn này, bạn sẽ tìm hiểu cách:

  • Đặt mục tiêu
  • Trực quan hoá các phần phụ thuộc của dự án
  • Chia dự án thành nhiều mục tiêu và gói
  • Kiểm soát chế độ hiển thị mục tiêu trên các gói
  • Mục tiêu tham chiếu thông qua nhãn
  • Triển khai mục tiêu

Trước khi bắt đầu

Cài đặt Bazel

Để chuẩn bị cho hướng dẫn này, trước tiên, hãy Cài đặt Bazel nếu bạn chưa cài đặt ứng dụng này.

Cài đặt JDK

  1. Cài đặt Java JDK (phiên bản ưu tiên là 11, tuy nhiên, các phiên bản từ 8 đến 15 được hỗ trợ).

  2. Đặt biến môi trường JAVA_HOME để trỏ đến JDK.

    • Trên Linux/macOS:

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

    • Trên Windows:

      1. Mở Control Panel (Bảng điều khiển).
      2. Chuyển đến mục "Hệ thống và Bảo mật" > "Hệ thống" > "Cài đặt hệ thống nâng cao" > thẻ "Nâng cao" > "Biến môi trường..." .
      3. Trong danh sách "Biến người dùng" (danh sách ở trên cùng), hãy nhấp vào "Mới...".
      4. Trong trường "Tên biến", hãy nhập JAVA_HOME.
      5. Nhấp vào "Duyệt qua Thư mục...".
      6. Chuyển đến thư mục JDK (ví dụ: C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152).
      7. Nhấp vào "OK" trên tất cả cửa sổ hộp thoại.

Nhận dự án mẫu

Truy xuất dự án mẫu từ kho lưu trữ GitHub của Bazel:

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

Dự án mẫu cho hướng dẫn này nằm trong thư mục examples/java-tutorial và có cấu trúc như sau:

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

Xây dựng cùng Bazel

Thiết lập không gian làm việc

Trước khi tạo dự án, bạn cần thiết lập không gian làm việc của dự án đó. Không gian làm việc là một thư mục lưu giữ các tệp nguồn của dự án và dữ liệu đầu ra của bản dựng của Bazel. Lớp này cũng chứa các tệp mà Bazel công nhận là đặc biệt:

  • Tệp WORKSPACE xác định thư mục và nội dung trong đó là không gian làm việc Bazel và nằm ở gốc trong cấu trúc thư mục của dự án,

  • Một hoặc nhiều tệp BUILD cho Bazel biết cách tạo các phần khác nhau của dự án. (Thư mục trong không gian làm việc chứa tệp BUILD sẽ là một gói. Bạn sẽ tìm hiểu về các gói ở phần sau trong hướng dẫn này).

Để chỉ định một thư mục làm không gian làm việc Bazel, hãy tạo một tệp trống có tên WORKSPACE trong thư mục đó.

Khi Bazel tạo dự án, tất cả dữ liệu đầu vào và phần phụ thuộc phải nằm trong cùng một không gian làm việc. Các tệp nằm trong các không gian làm việc khác nhau sẽ độc lập với nhau trừ phi được liên kết, nằm ngoài phạm vi của hướng dẫn này.

Tìm hiểu về tệp BUILD

Tệp BUILD chứa một số loại hướng dẫn cho Bazel. Loại quan trọng nhất là quy tắc bản dựng, cho Bazel biết cách tạo các đầu ra mong muốn, chẳng hạn như tệp nhị phân hoặc thư viện có thể thực thi. Mỗi thực thể của quy tắc bản dựng trong tệp BUILD được gọi là một mục tiêu và trỏ đến một tập hợp các tệp nguồn và phần phụ thuộc cụ thể. Một mục tiêu cũng có thể trỏ đến các mục tiêu khác.

Hãy xem tệp java-tutorial/BUILD:

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

Trong ví dụ này, mục tiêu ProjectRunner tạo thực thể cho quy tắc java_binary tích hợp sẵn của Bazel. Quy tắc này yêu cầu Bazel tạo một tệp .jar và một tập lệnh shell trình bao bọc (cả hai đều được đặt tên theo mục tiêu).

Các thuộc tính trong mục tiêu nêu rõ các phần phụ thuộc và tuỳ chọn của nó. Mặc dù thuộc tính name là bắt buộc, nhưng nhiều thuộc tính thì không bắt buộc. Ví dụ: trong mục tiêu quy tắc ProjectRunner, name là tên của mục tiêu, srcs chỉ định các tệp nguồn mà Bazel sử dụng để tạo mục tiêu và main_class chỉ định lớp chứa phương thức chính. (Bạn có thể nhận thấy ví dụ của chúng ta sử dụng glob để truyền một tập hợp các tệp nguồn đến Bazel thay vì liệt kê từng tệp một.)

Xây dựng dự án

Để tạo dự án mẫu, hãy chuyển đến thư mục java-tutorial rồi chạy:

bazel build //:ProjectRunner

Trong nhãn mục tiêu, phần // là vị trí của tệp BUILD tương ứng với gốc của không gian làm việc (trong trường hợp này là chính gốc) và ProjectRunner là tên mục tiêu trong tệp BUILD. (Bạn sẽ tìm hiểu chi tiết hơn về nhãn mục tiêu ở cuối hướng dẫn này.)

Bazel tạo ra kết quả tương tự như sau:

   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

Xin chúc mừng! Bạn vừa tạo được mục tiêu Bazel đầu tiên! Bazel đặt các kết quả của bản dựng vào thư mục bazel-bin ở gốc không gian làm việc. Hãy duyệt qua các nội dung trong thư viện này để nắm được cấu trúc đầu ra của Bazel.

Bây giờ, hãy kiểm thử tệp nhị phân mới tạo:

bazel-bin/ProjectRunner

Xem xét biểu đồ phần phụ thuộc

Bazel yêu cầu khai báo rõ ràng các phần phụ thuộc bản dựng trong tệp BUILD. Bazel sử dụng các câu lệnh đó để tạo biểu đồ phần phụ thuộc của dự án, giúp tạo ra các bản dựng gia tăng chính xác.

Để trực quan hoá các phần phụ thuộc của dự án mẫu, bạn có thể tạo bản trình bày dạng văn bản của biểu đồ phần phụ thuộc bằng cách chạy lệnh này tại thư mục gốc của không gian làm việc:

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

Lệnh trên yêu cầu Bazel tìm tất cả phần phụ thuộc cho //:ProjectRunner mục tiêu (ngoại trừ các phần phụ thuộc của máy chủ lưu trữ và ngầm ẩn) và định dạng đầu ra dưới dạng biểu đồ.

Sau đó, dán văn bản vào GraphViz.

Như bạn có thể thấy, dự án có một mục tiêu duy nhất là tạo 2 tệp nguồn không có phần phụ thuộc bổ sung:

Biểu đồ phần phụ thuộc của mục tiêu "ProjectRunner"

Sau khi thiết lập không gian làm việc, hãy tạo dự án và kiểm tra các phần phụ thuộc của không gian làm việc đó, thì bạn có thể thêm độ phức tạp khác.

Tinh chỉnh bản dựng Bazel

Mặc dù một mục tiêu duy nhất là đủ cho các dự án nhỏ, nhưng bạn nên chia các dự án lớn hơn thành nhiều mục tiêu và gói để có thể tạo các bản dựng gia tăng nhanh chóng (nghĩa là chỉ xây dựng lại những gì thay đổi) và tăng tốc bản dựng bằng cách tạo nhiều phần của dự án cùng lúc.

Chỉ định nhiều mục tiêu bản dựng

Bạn có thể chia bản dựng dự án mẫu thành hai mục tiêu. Thay thế nội dung của tệp java-tutorial/BUILD bằng:

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"],
)

Với cấu hình này, trước tiên Bazel sẽ tạo thư viện greeter, sau đó là tệp nhị phân ProjectRunner. Thuộc tính deps trong java_binary cho Bazel biết rằng cần phải có thư viện greeter để tạo tệp nhị phân ProjectRunner.

Để tạo phiên bản mới này của dự án, hãy chạy lệnh sau:

bazel build //:ProjectRunner

Bazel tạo ra kết quả tương tự như sau:

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

Bây giờ, hãy kiểm thử tệp nhị phân mới tạo:

bazel-bin/ProjectRunner

Nếu bây giờ bạn sửa đổi ProjectRunner.java và tạo lại dự án, thì Bazel chỉ biên dịch lại tệp đó.

Nhìn vào biểu đồ phần phụ thuộc, bạn có thể thấy ProjectRunner phụ thuộc vào các dữ liệu đầu vào tương tự như trước đây, nhưng cấu trúc của bản dựng lại khác:

Biểu đồ phần phụ thuộc của mục tiêu "ProjectRunner" sau khi thêm phần phụ thuộc

Lúc này, bạn đã xây dựng dự án với hai mục tiêu. Mục tiêu ProjectRunner tạo 2 tệp nguồn và phụ thuộc vào một mục tiêu khác (:greeter), tệp này sẽ tạo thêm một tệp nguồn.

Sử dụng nhiều gói

Bây giờ, hãy chia dự án thành nhiều gói. Nếu xem thư mục src/main/java/com/example/cmdline, bạn có thể thấy rằng thư mục này cũng chứa tệp BUILD, cùng với một số tệp nguồn. Do đó, đối với Bazel, không gian làm việc hiện chứa 2 gói là //src/main/java/com/example/cmdline và // (vì có một tệp BUILD ở gốc không gian làm việc).

Hãy xem tệp src/main/java/com/example/cmdline/BUILD:

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

Mục tiêu runner phụ thuộc vào mục tiêu greeter trong gói // (do đó, nhãn mục tiêu là //:greeter) – Bazel biết điều này thông qua thuộc tính deps. Hãy xem biểu đồ phần phụ thuộc:

Biểu đồ phần phụ thuộc của "runner" mục tiêu

Tuy nhiên, để tạo bản dựng thành công, bạn phải cung cấp rõ ràng mục tiêu runner trong //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD chế độ hiển thị cho các mục tiêu trong //BUILD bằng cách sử dụng thuộc tính visibility. Nguyên nhân là do theo mặc định, các mục tiêu chỉ hiển thị với các mục tiêu khác trong cùng một tệp BUILD. (Bazel sử dụng chế độ hiển thị mục tiêu để ngăn chặn các vấn đề như thư viện chứa thông tin triển khai chi tiết bị rò rỉ trong các API công khai.)

Để thực hiện việc này, hãy thêm thuộc tính visibility vào mục tiêu greeter trong java-tutorial/BUILD như minh hoạ dưới đây:

java_library(
    name = "greeter",
    srcs = ["src/main/java/com/example/Greeting.java"],
    visibility = ["//src/main/java/com/example/cmdline:__pkg__"],
)

Bây giờ, bạn có thể tạo gói mới bằng cách chạy lệnh sau ở gốc không gian làm việc:

bazel build //src/main/java/com/example/cmdline:runner

Bazel tạo ra kết quả tương tự như sau:

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

Bây giờ, hãy kiểm thử tệp nhị phân mới tạo:

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

Bây giờ, bạn đã sửa đổi dự án để xây dựng dưới dạng 2 gói, mỗi gói chứa một mục tiêu và hiểu được các phần phụ thuộc giữa chúng.

Sử dụng nhãn để tham chiếu mục tiêu

Trong các tệp BUILD và ở dòng lệnh, Bazel sử dụng nhãn mục tiêu để tham chiếu đến các mục tiêu – ví dụ: //:ProjectRunner hoặc //src/main/java/com/example/cmdline:runner. Cú pháp của hàm như sau:

//path/to/package:target-name

Nếu mục tiêu là mục tiêu quy tắc, thì path/to/package là đường dẫn đến thư mục chứa tệp BUILD và target-name là tên mà bạn đã đặt tên cho mục tiêu trong tệp BUILD (thuộc tính name). Nếu mục tiêu là một mục tiêu tệp, thì path/to/package là đường dẫn đến thư mục gốc của gói và target-name là tên của tệp mục tiêu, bao gồm cả đường dẫn đầy đủ của tệp đó.

Khi tham chiếu các mục tiêu tại thư mục gốc của kho lưu trữ, đường dẫn gói sẽ trống, bạn chỉ cần sử dụng //:target-name. Khi tham chiếu các mục tiêu trong cùng một tệp BUILD, bạn thậm chí có thể bỏ qua giá trị nhận dạng gốc của không gian làm việc // và chỉ sử dụng :target-name.

Ví dụ: đối với các mục tiêu trong tệp java-tutorial/BUILD, bạn không phải chỉ định đường dẫn gói, vì thư mục gốc của không gian làm việc chính là một gói (//) và hai nhãn mục tiêu đơn giản là //:ProjectRunner và //:greeter.

Tuy nhiên, đối với các mục tiêu trong tệp //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD, bạn phải chỉ định đường dẫn gói đầy đủ của //src/main/java/com/example/cmdline và nhãn mục tiêu là //src/main/java/com/example/cmdline:runner.

Đóng gói mục tiêu Java để triển khai

Bây giờ, hãy đóng gói một mục tiêu Java để triển khai bằng cách xây dựng tệp nhị phân với tất cả các phần phụ thuộc trong thời gian chạy của nó. Điều này cho phép bạn chạy tệp nhị phân bên ngoài môi trường phát triển.

Như bạn đã nhớ, quy tắc bản dựng java_binary sẽ tạo ra một .jar và một tập lệnh shell (trình bao bọc). Hãy xem nội dung của runner.jar bằng lệnh sau:

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

Nội dung như sau:

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

Như bạn có thể thấy, runner.jar chứa Runner.class, nhưng không chứa phần phụ thuộc của nó, Greeting.class. Tập lệnh runner mà Bazel tạo sẽ thêm greeter.jar vào đường dẫn lớp, vì vậy, nếu bạn để tập lệnh này như vậy, tập lệnh này sẽ chạy cục bộ nhưng sẽ không chạy độc lập trên một máy khác. May mắn là quy tắc java_binary cho phép bạn tạo một tệp nhị phân độc lập và có thể triển khai. Để tạo bản dựng, hãy thêm _deploy.jar vào tên mục tiêu:

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

Bazel tạo ra kết quả tương tự như sau:

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

Bạn vừa tạo runner_deploy.jar để có thể chạy độc lập ngoài môi trường phát triển vì môi trường này chứa các phần phụ thuộc bắt buộc của thời gian chạy. Hãy xem nội dung của tệp JAR độc lập này bằng cách sử dụng cùng một lệnh như trước:

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

Nội dung bao gồm tất cả các lớp cần thiết để chạy:

META-INF/
META-INF/MANIFEST.MF
build-data.properties
com/
com/example/
com/example/cmdline/
com/example/cmdline/Runner.class
com/example/Greeting.class

Tài liệu đọc thêm

Để biết thêm thông tin, hãy xem:

Chúc bạn tạo dựng thành công!