Bazel チュートリアル: Java プロジェクトをビルドする

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このチュートリアルでは、Bazel を使用して Java アプリケーションをビルドする際の基本について説明します。ワークスペースを設定し、Bazel の重要なコンセプトを示す簡単な Java プロジェクトをビルドします。たとえば、ターゲットや BUILD ファイルなどです。

所要時間の目安: 30 分

学習内容

このチュートリアルでは、以下の方法について学習します。

ターゲットをビルドする
プロジェクトの依存関係を可視化する
プロジェクトを複数のターゲットとパッケージに分割する
パッケージ間でターゲットの公開設定を制御する
ラベルを使用してターゲットを参照する
ターゲットをデプロイする

始める前に

Bazel をインストールする

チュートリアルを開始する前に、Bazel がまだインストールされていない場合は、Bazel をインストールします。

JDK をインストールする

Java JDK をインストールします（推奨バージョンは 11 ですが、8 ～ 15 のバージョンがサポートされています）。
JAVA_HOME 環境変数を設定して JDK をポイントします。
- Linux/macOS の場合:
```
export JAVA_HOME="$(dirname $(dirname $(realpath $(which javac))))"
```
- Windows の場合:
  1. コントロールパネルを開きます。
  2. [システムとセキュリティ] > [システム] > [システムの詳細設定] > [詳細設定] タブ > [環境変数...] に移動します。。
  3. [ユーザー環境変数] リスト（上部）で [新規...] をクリックします。
  4. ["Variable name"] フィールドに JAVA_HOME と入力します。
  5. [ディレクトリの参照...] をクリックします。
  6. JDK ディレクトリ（C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152 など）に移動します。
  7. すべてのダイアログウィンドウで [OK] をクリックします。

サンプルプロジェクトを取得する

Bazel の GitHub リポジトリからサンプルプロジェクトを取得します。

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

このチュートリアルのサンプルプロジェクトは examples/java-tutorial ディレクトリにあり、次のような構造になっています。

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

Bazel を使用したビルド

ワークスペースをセットアップする

プロジェクトをビルドする前に、ワークスペースを設定する必要があります。ワークスペースはプロジェクトのソースファイルと Bazel のビルド出力が格納されるディレクトリです。また、Bazel が特別なファイルとして認識するファイルも含まれています。

MODULE.bazel ファイル。このファイルは、ディレクトリとその内容を Bazel ワークスペースとして識別し、プロジェクトのディレクトリ構造のルートに配置されます。
1 つ以上の BUILD ファイル。このファイルは、プロジェクトのさまざまな部分をビルドする方法を Bazel に指示します。（`BUILD` ファイルを含むワークスペース内のディレクトリは、パッケージです。パッケージについては、このチュートリアルの後半で説明します）。

ディレクトリを Bazel ワークスペースとして指定するには、そのディレクトリに MODULE.bazel という名前の空のファイルを作成します。

Bazel がプロジェクトをビルドする場合、すべての入力と依存関係が同じワークスペースに存在する必要があります。異なるワークスペースにあるファイルは、リンクされていない限り相互に独立しています。リンクについては、このチュートリアルの範囲外です。

BUILD ファイルについて

BUILD ファイルには、Bazel 用のさまざまな種類の命令が含まれています。最も重要なタイプはビルドルールです。このルールは、実行可能バイナリやライブラリなど、必要な出力をビルドする方法を Bazel に指示します。`BUILD` ファイル内のビルドルールの各インスタンスは ターゲット と呼ばれ、特定のソースファイルと依存関係のセットを指します。ターゲットは他のターゲットを指すこともできます。

java-tutorial/BUILD ファイルを見てみましょう。

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

この例では、ProjectRunner ターゲットは Bazel の組み込み java_binary ルールをインスタンス化します。このルールは、Bazel に .jar ファイルとラッパーシェルスクリプト（どちらもターゲットと同じ名前）をビルドするように指示します。

ターゲットの属性は、その依存関係とオプションを明示的に示します。 name 属性は必須ですが、多くは省略可能です。たとえば、 ProjectRunner ルールターゲットでは、name はターゲットの名前、srcs は Bazel がターゲットのビルドに使用するソースファイル、main_class は main メソッドを含むクラスを指定します。（この例では、ソースファイルを 1 つずつリストするのではなく、glob を使用してソースファイルのセットを Bazel に渡しています）。

プロジェクトをビルドする

サンプルプロジェクトをビルドするには、java-tutorial ディレクトリに移動して、次のコマンドを実行します。

bazel build //:ProjectRunner

ターゲットラベルでは、// 部分はワークスペースのルートに対する BUILD ファイルの場所（この場合はルート自体）、および ProjectRunner は BUILD ファイル内のターゲット名です。（ターゲットラベルの詳細については、このチュートリアルの最後で説明します）。

Bazel は次のような出力を生成します。

   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

これで最初の Bazel ターゲットがビルドされました。Bazel は、ビルド出力をワークスペースのルートにある bazel-bin ディレクトリに配置します。その内容を参照して、Bazel の出力構造を確認してください。

新しくビルドしたバイナリをテストします。

bazel-bin/ProjectRunner

依存関係グラフを確認する

Bazel では、ビルドの依存関係を BUILD ファイルで明示的に宣言する必要があります。 Bazel はこれらのステートメントを使用してプロジェクトの依存関係グラフを作成し、これによって正確な増分ビルドが可能になります。

サンプルプロジェクトの依存関係を可視化するには、ワークスペースのルートで次のコマンドを実行して、依存関係グラフのテキスト表現を生成します。

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

上記のコマンドは、ターゲット //:ProjectRunner のすべての依存関係（ホストと暗黙的な依存関係を除く）を検索し、出力をグラフとしてフォーマットするように Bazel に指示します。

次に、テキストを GraphViz に貼り付けます。

ご覧のとおり、このプロジェクトには、追加の依存関係なしで 2 つのソースファイルをビルドする単一のターゲットがあります。

ターゲット「ProjectRunner」の依存関係グラフ

ワークスペースを設定し、プロジェクトをビルドして、その依存関係を確認したら、複雑さを追加できます。

Bazel ビルドを改善する

小規模なプロジェクトでは単一のターゲットで十分ですが、大規模なプロジェクトでは、増分ビルドを高速化（変更された部分のみを再ビルド）し、プロジェクトの複数の部分を同時にビルドしてビルドを高速化するために、複数のターゲットとパッケージに分割することをおすすめします。

複数のビルドターゲットを指定する

サンプルプロジェクトのビルドを 2 つのターゲットに分割できます。java-tutorial/BUILD ファイルの内容を次のように置き換えます。

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"],
)

この構成では、Bazel は最初に greeter ライブラリをビルドし、次に ProjectRunner バイナリをビルドします。java_binary の deps 属性は、ProjectRunner バイナリをビルドするには greeter ライブラリが必要であることを Bazel に伝えます。

この新しいバージョンのプロジェクトをビルドするには、次のコマンドを実行します。

bazel build //:ProjectRunner

Bazel は次のような出力を生成します。

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

新しくビルドしたバイナリをテストします。

bazel-bin/ProjectRunner

ここで ProjectRunner.java を変更してプロジェクトを再ビルドすると、Bazel はそのファイルのみを再コンパイルします。

依存関係グラフを見ると、ProjectRunner は以前と同じ入力に依存していますが、ビルドの構造が異なります。

依存関係を追加した後のターゲット「ProjectRunner」の依存関係グラフ

これで、2 つのターゲットでプロジェクトをビルドしました。ProjectRunner ターゲットは 1 つのソースファイルをビルドし、もう 1 つのターゲット（:greeter）に依存します。このターゲットは 1 つの追加のソースファイルをビルドします。

複数のパッケージを使用する

次に、プロジェクトを複数のパッケージに分割します。 src/main/java/com/example/cmdline ディレクトリを見ると、 a BUILD ファイルといくつかのソースファイルが含まれています。したがって、Bazel にとって、ワークスペースには 2 つのパッケージ（//src/main/java/com/example/cmdline と //）が含まれています（ワークスペースのルートに BUILD ファイルがあるため）。

src/main/java/com/example/cmdline/BUILD ファイルを見てみましょう。

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

runner ターゲットは、// パッケージの greeter ターゲットに依存します（ターゲットラベル //:greeter）。Bazel は deps 属性を通じてこれを認識します。依存関係グラフを見てみましょう。

ターゲット「runner」の依存関係グラフ

ただし、ビルドを成功させるには、runner ターゲットに //src/main/java/com/example/cmdline/BUILD のターゲットの公開設定を //BUILD を使用して明示的に付与する必要があります。visibilityこれは、デフォルトでは、ターゲットは同じ BUILD ファイル内の他のターゲットにのみ表示されるためです。（Bazel はターゲットの公開設定を使用して、実装の詳細を含むライブラリが公開 API に漏洩するなどの問題を回避します）。

これを行うには、次のように java-tutorial/BUILDのgreeterターゲットにvisibility属性を追加します。

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

ワークスペースのルートで次のコマンドを実行して、新しいパッケージをビルドできます。

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

Bazel は次のような出力を生成します。

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

新しくビルドしたバイナリをテストします。

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

これで、プロジェクトを変更して、それぞれに 1 つのターゲットを含む 2 つのパッケージとしてビルドし、それらの間の依存関係を理解しました。

ラベルを使用してターゲットを参照する

BUILD ファイルとコマンドラインで、Bazel はターゲットラベルを使用してターゲットを参照します（//:ProjectRunner や //src/main/java/com/example/cmdline:runner など）。構文は次のとおりです。

//path/to/package:target-name

ターゲットがルールターゲットの場合、path/to/package は BUILD ファイルを含むディレクトリのパス、target-name は BUILD ファイルでターゲットに付けた名前（name 属性）です。ターゲットがファイルターゲットの場合、path/to/package はパッケージのルートへのパス、および target-name はターゲットファイルの名前（フルパスを含む）です。

リポジトリのルートでターゲットを参照する場合、パッケージパスは空です。 //:target-name を使用します。同じ BUILD ファイル内のターゲットを参照する場合は、// ワークスペースルート識別子を省略して、 :target-name のみを使用することもできます。

たとえば、java-tutorial/BUILD ファイル内のターゲットの場合、ワークスペースのルート自体がパッケージ（//）であり、 2 つのターゲットラベルが単に //:ProjectRunner と //:greeter であったため、パッケージパスを指定する必要はありませんでした。

ただし、//src/main/java/com/example/cmdline/BUILD ファイル内のターゲットの場合は、//src/main/java/com/example/cmdline の完全なパッケージパスを指定する必要があり、ターゲットラベルは //src/main/java/com/example/cmdline:runner でした。

デプロイ用に Java ターゲットをパッケージ化する

次に、すべてのランタイム依存関係を含むバイナリをビルドして、デプロイ用に Java ターゲットをパッケージ化します。これにより、開発環境の外部でバイナリを実行できます。

ご存じのとおり、java_binary ビルドルールは .jar とラッパーシェルスクリプトを生成します。次のコマンドを使用して、 runner.jar の内容を確認します。

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

内容は次のとおりです。

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

ご覧のとおり、runner.jar には Runner.class が含まれていますが、その依存関係である Greeting.class は含まれていません。Bazel が生成する runner スクリプトは、greeter.jar をクラスパスに追加します。そのため、このままにしておくと、ローカルでは実行されますが、別のマシンでスタンドアロンで実行することはできません。幸いなことに、java_binary ルールを使用すると、自己完結型のデプロイ可能なバイナリをビルドできます。ビルドするには、ターゲット名に _deploy.jar を追加します。

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

Bazel は次のような出力を生成します。

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

これで runner_deploy.jar がビルドされました。これには必要なランタイム依存関係が含まれているため、開発環境から離れてスタンドアロンで実行できます。前のコマンドと同じコマンドを使用して、このスタンドアロン JAR の内容を確認します。

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

実行に必要なすべてのクラスが含まれています。

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

Bazel チュートリアル: Java プロジェクトをビルドする コレクションでコンテンツを整理 必要に応じて、コンテンツの保存と分類を行います。

学習内容

始める前に

Bazel をインストールする

JDK をインストールする

サンプル プロジェクトを取得する

Bazel を使用したビルド

ワークスペースをセットアップする

BUILD ファイルについて

プロジェクトをビルドする

依存関係グラフを確認する

Bazel ビルドを改善する

複数のビルド ターゲットを指定する

複数のパッケージを使用する

ラベルを使用してターゲットを参照する

デプロイ用に Java ターゲットをパッケージ化する

関連情報

Bazel チュートリアル: Java プロジェクトをビルドする

サンプルプロジェクトを取得する

複数のビルドターゲットを指定する