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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 de Primeiro build para uma introdução simplificada ao uso do Bazel. Este tutorial define os principais termos conforme são usados no contexto do Bazel e explica os conceitos básicos do fluxo de trabalho do Bazel. Começando com as ferramentas necessárias, você vai criar e executar três projetos com complexidade crescente e aprender como e por que eles ficam 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, se ainda não tiver feito isso. Neste tutorial, usamos o Git para controle de origem. Portanto, para melhores resultados, instale o Git também.

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 está 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 uma etapa neste tutorial. Na primeira etapa, você vai criar um único alvo em um único pacote. Na segunda etapa, você vai criar um binário e uma biblioteca em um único 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 deste tutorial, você estabelece a base para sua primeira compilação. 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 fica 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 informações sobre pacotes posteriormente 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, um arquivo WORKSPACE já está presente em cada etapa.

OBSERVAÇÃO: quando o Bazel cria o projeto, todas as entradas precisam estar no mesmo espaço de trabalho. Os arquivos em espaços de trabalho diferentes são independentes uns dos outros, a menos que estejam 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 destinos.

Confira 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.

Estágio 1: destino único, pacote único

É hora de criar a primeira parte do projeto. Para uma referência visual, a estrutura da seção do Estágio 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 de 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 o binário recém-criado, que é:

bazel-bin/main/hello-world

Isso resulta na impressão da mensagem "Hello world".

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.

Fase 2: vários destinos de build

Embora um único destino seja suficiente para projetos pequenos, é recomendável 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 a Fase 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, você precisa mudar de diretório, alternando 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 vai recompilar apenas esse arquivo.

Analisando o gráfico de dependência, você pode ver que hello-world depende de uma entrada extra chamada hello-greet:

O gráfico de dependência de "hello-world" mostra as alterações de dependência após a modificação do arquivo.

Resumo: etapa 2

Agora 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 pode ser refletido no gráfico de dependências:

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 ocorre porque, por padrão, os destinos são visíveis apenas para outros destinos no mesmo arquivo BUILD. O Bazel usa a visibilidade do destino para evitar problemas, como bibliotecas com detalhes de implementação, vazando 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: etapa 3

Você criou o projeto como dois pacotes com três destinos e entendeu as dependências entre eles, o que lhe permite avançar e criar projetos futuros com o Bazel. Na próxima seção, saiba 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 continuar se concentrando em C++, leia sobre casos de uso comuns de build de 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!