bazel 모바일 설치

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Android용 빠른 반복 개발

이 페이지에서는 bazel mobile-install을 사용하여 Android의 반복 개발 을 훨씬 빠르게 만드는 방법을 설명합니다. 이 접근 방식의 이점과 기존 앱 설치 방법의 문제점을 설명합니다.

요약

Android 앱에 작은 변경사항을 매우 빠르게 설치하려면 다음 단계를 따르세요.

  1. 설치하려는 앱의 android_binary 규칙을 찾습니다.
  2. proguard_specs 속성을 삭제하여 Proguard를 사용 중지합니다.
  3. multidex 속성을 native로 설정합니다.
  4. dex_shards 속성을 10으로 설정합니다.
  5. USB를 통해 ART (Dalvik 아님)를 실행하는 기기를 연결하고 USB 디버깅을 사용 설정합니다.
  6. bazel mobile-install :your_target을 실행합니다. 앱 시작이 평소보다 약간 느립니다.
  7. 코드 또는 Android 리소스를 수정합니다.
  8. bazel mobile-install --incremental :your_target을 실행합니다.
  9. 오래 기다리지 않아도 됩니다.

유용할 수 있는 Bazel의 일부 명령줄 옵션은 다음과 같습니다.

  • --adb는 Bazel에 사용할 adb 바이너리를 알려줍니다.
  • --adb_arg를 사용하여 adb의 명령줄에 추가 인수를 추가할 수 있습니다. 이 방법의 유용한 애플리케이션 중 하나는 워크스테이션에 여러 기기가 연결되어 있는 경우 설치할 기기를 선택하는 것입니다. to if you have multiple devices connected to your workstation: bazel mobile-install --adb_arg=-s --adb_arg=<SERIAL> :your_target
  • --start_app은 앱을 자동으로 시작합니다.

잘 모르겠다면 예를 살펴보거나 Google에 문의하세요.

소개

개발자 툴체인의 가장 중요한 속성 중 하나는 속도입니다. 코드를 변경하고 1초 이내에 실행되는 것을 보는 것과 변경사항이 예상대로 작동하는지 여부에 관한 의견을 받기 전에 몇 분 또는 몇 시간 동안 기다려야 하는 것에는 큰 차이가 있습니다.

안타깝게도 .apk를 빌드하기 위한 기존 Android 툴체인에는 여러 모놀리식 순차적 단계가 포함되어 있으며 Android 앱을 빌드하려면 이러한 단계를 모두 실행해야 합니다. Google에서는 Google 지도와 같은 대규모 프로젝트에서 한 줄 변경사항을 빌드하는 데 5분을 기다리는 것이 드문 일이 아니었습니다.

bazel mobile-install은 앱의 코드를 변경하지 않고도 변경사항 가지치기, 작업 샤딩, Android 내부의 스마트 조작을 조합하여 Android의 반복 개발을 훨씬 빠르게 만듭니다.

기존 앱 설치 관련 문제

Android 앱 빌드에는 다음과 같은 몇 가지 문제가 있습니다.

  • 덱싱. 기본적으로 "dx"는 빌드에서 정확히 한 번 호출되며 이전 빌드의 작업을 재사용하는 방법을 알지 못합니다. 메서드가 하나만 변경되었더라도 모든 메서드를 다시 덱싱합니다.

  • 기기에 데이터 업로드. adb는 USB 2.0 연결의 전체 대역폭을 사용하지 않으며 대규모 앱은 업로드하는 데 시간이 오래 걸릴 수 있습니다. 리소스 또는 단일 메서드와 같이 작은 부분만 변경되었더라도 전체 앱이 업로드되므로 주요 병목 현상이 될 수 있습니다.

  • 네이티브 코드로 컴파일. Android L은 Dalvik과 같이 적시에 컴파일하는 대신 미리 앱을 컴파일하는 새로운 Android 런타임인 ART를 도입했습니다. 이렇게 하면 설치 시간이 길어지는 대신 앱이 훨씬 빨라집니다. 사용자는 일반적으로 앱을 한 번 설치하고 여러 번 사용하므로 이는 사용자에게 좋은 절충안이지만 앱이 여러 번 설치되고 각 버전이 최대 몇 번 실행되는 개발 속도가 느려집니다.

bazel mobile-install의 접근 방식

bazel mobile-install은 다음과 같이 개선합니다.

  • 샤딩된 덱싱. 앱의 Java 코드를 빌드한 후 Bazel은 클래스 파일을 대략 동일한 크기의 부분으로 샤딩하고 dx을 별도로 호출합니다. dx는 마지막 빌드 이후 변경되지 않은 샤드에서는 호출되지 않습니다.

  • 증분 파일 전송. Android 리소스, .dex 파일, 네이티브 라이브러리가 기본 .apk에서 삭제되고 별도의 mobile-install 디렉터리에 저장됩니다. 이렇게 하면 전체 앱을 다시 설치하지 않고도 코드와 Android 리소스를 독립적으로 업데이트할 수 있습니다. 따라서 파일을 전송하는 데 시간이 덜 걸리고 변경된 .dex 파일만 기기에서 다시 컴파일됩니다.

  • .apk 외부에서 앱의 일부 로드. Android 리소스, Java 코드, 네이티브 코드를 기기 내 mobile-install 디렉터리에서 로드한 다음 실제 앱으로 제어를 전송하는 작은 스텁 애플리케이션이 .apk에 배치됩니다. 이는 아래에 설명된 몇 가지 특수한 경우를 제외하고 앱에 완전히 투명합니다.

샤딩된 덱싱

샤딩된 덱싱은 비교적 간단합니다. .jar 파일이 빌드되면 a 도구 이를 대략 동일한 크기의 별도 .jar 파일로 샤딩한 다음 이전 빌드 이후 변경된 파일에서 dx를 호출합니다. 덱싱할 샤드를 결정하는 로직은 Android에만 국한되지 않습니다. Bazel의 일반적인 변경사항 가지치기 알고리즘을 사용합니다.

샤딩 알고리즘의 첫 번째 버전은 단순히 .class 파일을 알파벳순으로 정렬한 다음 목록을 동일한 크기의 부분으로 잘랐지만 이는 최적이 아닌 것으로 밝혀졌습니다. 클래스가 추가되거나 삭제되면 (중첩되거나 익명 클래스도 포함) 알파벳순으로 그 뒤에 있는 모든 클래스가 하나씩 이동하여 해당 샤드를 다시 덱싱하게 됩니다. 따라서 개별 클래스 대신 Java 패키지를 샤딩하기로 결정했습니다. 물론 새 패키지가 추가되거나 삭제되면 여전히 많은 샤드가 덱싱되지만 이는 단일 클래스를 추가하거나 삭제하는 것보다 훨씬 덜 자주 발생합니다.

샤드 수는 BUILD 파일에 의해 제어됩니다 (android_binary.dex_shards 속성 사용). 이상적인 세계에서 Bazel은 최적의 샤드 수를 자동으로 결정하지만 Bazel은 현재 작업을 실행하기 전에 작업 집합 (예: 빌드 중에 실행할 명령어)을 알아야 하므로 앱에 최종적으로 포함될 Java 클래스 수를 알 수 없으므로 최적의 샤드 수를 결정할 수 없습니다. 일반적으로 샤드가 많을수록 빌드 및 설치가 빨라지지만 동적 링커가 더 많은 작업을 해야 하므로 앱 시작이 느려집니다. 일반적으로 10~50개의 샤드가 적절합니다.

증분 파일 전송

앱을 빌드한 후 다음 단계는 가능한 한 적은 노력으로 앱을 설치하는 것입니다. 설치는 다음 단계로 구성됩니다.

  1. .apk 설치 (일반적으로 adb install 사용)
  2. .dex 파일, Android 리소스, 네이티브 라이브러리를 mobile-install 디렉터리에 업로드

첫 번째 단계에서는 증분성이 크지 않습니다. 앱이 설치되거나 설치되지 않습니다. Bazel은 모든 경우에 필요한지 여부를 확인할 수 없으므로 현재 사용자가 이 단계를 실행해야 하는지 --incremental 명령줄 옵션을 통해 표시하도록 합니다.

두 번째 단계에서는 빌드의 앱 파일이 기기에 있는 앱 파일과 체크섬을 나열하는 기기 내 매니페스트 파일과 비교됩니다. 새 파일은 기기에 업로드되고 변경된 파일은 업데이트되며 삭제된 파일은 기기에서 삭제됩니다. 매니페스트가 없으면 모든 파일을 업로드해야 한다고 가정합니다.

기기에서 파일을 변경하되 매니페스트의 체크섬은 변경하지 않음으로써 증분 설치 알고리즘을 속일 수 있습니다. 기기의 파일 체크섬을 계산하여 이를 방지할 수 있었지만 설치 시간 증가의 가치가 없는 것으로 간주되었습니다.

스텁 애플리케이션

스텁 애플리케이션은 기기 내 mobile-install 디렉터리에서 dex, 네이티브 코드, Android 리소스를 로드하는 마법이 일어나는 곳입니다.

실제 로드는 BaseDexClassLoader를 서브클래싱하여 구현되며 비교적 잘 문서화된 기법입니다. 이는 앱의 클래스가 로드되기 전에 발생하므로 apk에 있는 모든 애플리케이션 클래스를 기기 내 mobile-install 디렉터리에 배치하여 adb install 없이 업데이트할 수 있습니다.

이는 앱의 클래스가 로드되기 전에 발생해야 하므로 애플리케이션 클래스가 .apk에 있을 필요가 없습니다. 즉, 이러한 클래스를 변경하려면 전체 재설치가 필요합니다.

이는 Application 클래스를 AndroidManifest.xml에 지정된 스텁 애플리케이션으로 대체하여 이루어집니다. 이렇게 하면 앱이 시작될 때 제어 권한을 가져오고 Android 프레임워크의 내부에 Java 리플렉션을 사용하여 가장 빠른 순간 (생성자)에 클래스 로더와 리소스 관리자를 적절하게 조정합니다.

스텁 애플리케이션이 하는 또 다른 작업은 mobile-install에서 설치한 네이티브 라이브러리 를 다른 위치로 복사하는 것입니다. 동적 링커는 파일에 X 비트가 설정되어 있어야 하므로 이는 필요합니다. 루트가 아닌 adb에서 액세스할 수 있는 위치에서는 이를 실행할 수 없습니다.

이러한 작업이 모두 완료되면 스텁 애플리케이션은 실제 Application 클래스를 인스턴스화하여 Android 프레임워크 내에서 자체에 대한 모든 참조를 실제 애플리케이션으로 변경합니다.

결과

성능

일반적으로 bazel mobile-install을 사용하면 작은 변경사항 후 대규모 앱을 빌드 하고 설치하는 속도가 4~10배 빨라집니다.

다음 숫자는 몇 가지 Google 제품에 대해 계산되었습니다.

물론 이는 변경사항의 특성에 따라 다릅니다. 기본 라이브러리를 변경한 후 다시 컴파일하는 데 시간이 더 걸립니다.

제한사항

스텁 애플리케이션이 실행하는 트릭은 모든 경우에 작동하지 않습니다. 다음 사례는 예상대로 작동하지 않는 경우를 보여줍니다.

  • Context가 ContentProvider#onCreate()에서 Application 클래스로 캐스팅되는 경우. 이 메서드는 애플리케이션 시작 중에 호출되므로 Application 클래스의 인스턴스를 대체할 기회가 있기 전에 ContentProvider는 실제 애플리케이션 대신 스텁 애플리케이션을 계속 참조합니다. 이러한 방식으로 Context를 하향 캐스팅해서는 안 되므로 버그가 아니라고 주장할 수 있지만 Google의 일부 앱에서 발생하는 것으로 보입니다.

  • bazel mobile-install에서 설치한 리소스는 앱 내에서만 사용할 수 있습니다. 리소스가 PackageManager#getApplicationResources()를 통해 다른 앱에서 액세스되는 경우 이러한 리소스는 마지막 비증분 설치에서 가져옵니다.

  • ART를 실행하지 않는 기기. 스텁 애플리케이션은 Froyo 이상에서 잘 작동하지만 Dalvik에는 특정 경우(예: Java 주석이 특정 방식으로 사용되는 경우)에 코드가 여러 .dex 파일에 배포되면 앱이 잘못되었다고 생각하게 만드는 버그가 있습니다. 앱이 이러한 버그를 트리거하지 않는 한 Dalvik에서도 작동해야 합니다. 또한 (단, 이전 Android 버전 지원은 Google의 주요 관심사가 아님)