【转】编译构建工具-bazel

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bazel学习总结（一）最近工作需要，开始学习bazel自动化构建工具，上网搜了搜并没有一个很系统的讲解文档，只有google的官方文档可以阅读，然而官方文档的组织多而杂乱，且不成体系，给入门造成了不小的困难，故准备凭我如今两周看了三遍文档的肤浅学习，系统的写一下这个系列的博客，供后人参考，也再让我自己整理一遍这些知识。一、bazel是用来干啥的 bazel简单来说就是用来自动化构建大型工程的，和make, maven... 阅读详情

AI摘要

本文深入讲解Google开源构建工具Bazel的使用方法，涵盖安装、基本用法、高级特性及常见命令选项，适合初学者和进阶用户。

简介

bazel是Google开源的一套类似于Make的编译构建工具。
- 运作原理
  - 运行构建或测试时，Bazel执行以下操作
    1. 加载BUILD与目标相关的文件。
    2. 分析输入及其依赖关系，应用指定的构建规则。并生产action图
    3. 对输入执行构建操作，直到生成最终构建输出。
  - action图表示各个构建输入和他们之间的关系，以及Bazel将执行的构建操作。
优点
- 构建快。支持增量编译, 对依赖关系进行了优化，从而支持并发执行。
- 可构建多种语言。bazel可用来构建Java C++ Android iOS等很多语言和框架，并支持mac windows linux等不同平台。
- 可伸缩。可处理任意大小的代码库，可处理多个库，也可以处理单个库
- 可扩展。使用bazel扩展语言可支持新语言和新平台。

安装方法

使用Homebrew安装

brew uninstall bazel

brew tap bazelbuild/tap
brew tap-pin bazelbuild/tap
brew install bazelbuild/tap/bazel

bazel version

brew upgrade bazelbuild/tap/bazel

官网下载指定版本
- 各版本下载地址
- 详细安装教程

入门用法

项目结构

根目录下为工作区workspace，workspace下包含多个package，每个package又包含多个编译目标target。

wrokspace

Bazel的编译是基于工作区（workspace）的概念。工作区是一个存放了所有源代码和Bazel编译输出文件的目录，也就是整个项目的根目录。同时它也包含一些Bazel认识的文件：
- WORKSPACE文件，用于指定当前文件夹就是一个Bazel的工作区。所以**WORKSPACE文件总是存在于项目的根目录下**。
- 一个或多个BUILD文件，用于告诉Bazel怎么构建项目的不同部分。（如果工作区中的一个目录包含BUILD文件，那么它就是一个package。）
要指定一个目录为Bazel的工作区，就只要在该目录下创建一个空的WORKSPACE文件即可。
当Bazel编译项目时，所有的输入和依赖项都必须在同一个工作区。属于不同工作区的文件，除非linked否则彼此独立。
WORKSPACE采用类似Python的语法

package

如果工作区中的一个目录包含BUILD文件，那么它就是一个package。

target

一个BUILD文件包含了几种不同类型的指令。其中最重要的是编译指令，它告诉Bazel如何编译想要的输出，比如可执行二进制文件或库。
BUILD文件中的每一条编译指令被称为一个target，它指向一系列的源文件和依赖，一个target也可以指向别的target。

编译示例

示例使用官方的c++编译示例

编译示例目录结构

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

如何编译

# 在WORKSPACE文件所在根目录下执行
# //main:是BUILD文件相对于WORKSPACE文件的位置
# hello-world则是我们在BUILD文件中命名好的target的名字
bazel build //main:hello-world

Stage1 如何构建单个package中的单个target

# BUILD 文件内容
cc_binary(
    name = "hello-world",
    srcs = ["hello-world.cc"],
)

Stage2 如何构建单个package的多个target

# BUILD 文件内容
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",
    ],
)

Stage3 如何构建多个package的多个target

# lib包
## 默认情况, targets只对同一BUILD文件里的其他targets可见
## 若要对其他包可见, 需声明为显示可见
## 防止像共有API中库的实现细节泄露等情况 
cc_library(
    name = "hello-time",
    srcs = ["hello-time.cc"],
    hdrs = ["hello-time.h"],
    visibility = ["//main:__pkg__"],
)


# main包
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",
    ],
)

如何查看依赖图

生成依赖图

# 查找target为 //main:hello-world 的所有依赖
# --nohost_deps 		表示不包括host依赖
# --noimplicit_deps 	表示不包括隐式依赖 e.g: @bazel_tools//tools/cpp:stl
bazel query --nohost_deps --noimplicit_deps 'deps(//main:hello-world)' --output graph

将生成的输出图文字描述, 粘贴到 GraphViz, 生成的依赖图如下

进阶用法

bazel 可选命令

用法：bazel <command> <options> ...

可用命令：
	build                构建指定的目标。
	clean                删除输出文件，并可选择停止服务器。
	run                  运行指定的目标。
	test                 构建并运行指定的测试目标。
	
	help                 打印命令或索引的帮助。
	info                 显示有关bazel服务器的运行时信息。
	version              打印Bazel的版本信息。

  analyze-profile      分析构建配置文件数据。
  aquery               对分析后的操作图执行查询。
  cquery               执行分析后依赖图查询。
  query                执行依赖关系图查询。

	canonicalize-flags   Canonicalize Bazel flags。
	dump                 转储Bazel服务器进程的内部状态。

  fetch                获取目标的所有外部依赖项。
  mobile-install       在移动设备上安装应用程序。

	shutdown             停止Bazel服务器。

构建

用法

1	bazel build <options> <targets>

指定包路径

--package_path 指定搜索BUILD文件的目录集合

mkdir -p build && cd build
touch WORKSPACE

## 绝对路径
bazel build --package_path /some/other/path //main:hello-world
## 相对路径
bazel build --package_path %workspace%/relative/to/other/path //main:hello-world

编译警告检查

--output_filter regex 显示那些符合正则表达式的构建和编译的警告，如果目标不匹配则标准输出和标准错误将会被丢弃。用于帮助找到某些特定的警告。

## 显示所有警告
bazel build --output_filter= --package_path /some/other/path 

## 只显示指定的某几个包(project)的警告
--output_filter='^//(first/project|second/project):'

## 不显示指定的某几个包的警告
--output_filter='^//((?!(first/bad_project|second/bad_project):).)*$'

## 所有警告均不显示
--output_filter=DONT_MATCH_ANYTHING

编译器的编译选项

编译C的Flag

--copt gcc-option 指定给 gcc 传递什么参数, 等价于 cmake 的 CMAKE_C_FLAGS

1 2	## 参数项一次只能指定一个 bazel build --copt="-O3" --copt="-fpic" --copt="-std=c++11" //main:hello-world

只适用编译C的Flag

--conlyopt gcc-option 与 —copt 相似, 不同的是只能指定 c 的编译选项

1 2	## 参数项一次只能指定一个 bazel build --conlyopt="-Wno-pointer-sign" //main:hello-world

gcc中 char 和 unsigned char 有时候传递参数类型不匹配会有报警，增加该编译选项可以关闭该报警。

编译C++的Flag

--cxxopt gcc-option 指定编 c++ 的参数项, 等价于 cmake 的 CMAKE_CXX_FLAGS

1 2	## 参数项一次只能指定一个 bazel build --cxxopt="-fno-implicit-templates" //main:hello-world

用**-fno-implicit-templates**编译代码，会令隐式的模板实例化失效，他会显示的初始化所需模板。虽然这种方法需要精确了解正在使用的是哪种模板实例，但这种方法确实令源代码更加清楚。

编译器链接Flag

--linkopt linker-option 指定给 gcc 的链接库选项

1	bazel build --linkopt="-pthread" //main:hello-world

调试与符号信息的去除

--strip (always|never|sometimes) 指定是否从二进制文件和共享库文件中去除调试信息

1 2	# 默认是 sometimes, 当语义项 --compilation_mode=fastbuild 时 bazel build --strip=always //main:hello-world

注:

即使使用了 --strip=never 也不会保留 debug 信息, 如果想要得到完整符号库, 需指定使用 -c dbg 或者 --copt -g 方可
1
bazel build -c dbg --strip=never //main:hello-world
--strip 项默认是 –strip-debug, 如果不只是想去除 debug 信息, 而是去除所有符号信息, 则需指定链接项 --strip-all
1
bazel build --strip=always --linkopt=-Wl,--strip-all //main:hello-world

完整的编译选项文档: Commands and Options

语义选项

影响构建的命令和输出的内容。

指定编译模式

--compilation_mode (fastbuild|opt|dbg) (-c)

fastbuild 快速编译, 会产生最小的调试信息(-gmlt -Wl,-S), 同时将会设置 -DNDEBUG, 默认该模式
opt 最优化, 不会产生任何调试信息, 除非手动指定了 –copt -g, 同时设置 -O2 -DNDEBUG
dbg 调试, 产生调试信息(-g)

1
2
3

bazel build --compilation_mode "dbg" //main:hello-world
## 或者使用缩写
bazel build -c "dbg" //main:hello-world

动态链接模式

--dynamic_mode (auto|default|fully|off)

auto 根据平台选择: linux 上是 default, cygwin 上是 off
default 由 bazel 去选择是否进行动态链接
fully 动态链接所有目标, 将会加速链接时间和减小输出库大小
off 静态链接所有目标, 当 linkopts 指定设置 -static, 将自动转成该模式

输出构建过程的执行语句

--explain logfile 写到一个日志文件当中, 配合 —-verbose_explanations, 效果等同 cmake 开启 CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE

1	bazel build --explain "log.txt" -—verbose_explanations //main:hello-world

输出构建过程的性能

--profile file 会把构建的分析数据写到一个二进制文件当中, 可使用 bazel analyze-profile 命令进行解析

## 生成 profile
bazel build --profile "profile.bin" //main:hello-world

## 分析构建性能
bazel analyze-profile profile.bin

**更多构建命令选项可参考: ** bazel help build

查看构建的信息内容

命令用法
1
bazel info <options> [key]
--show_make_env 显示构建环境, 默认 false

**更多信息查询命令选项可参考: ** bazel help info

分析

命令用法

1	bazel query <options> <query-expression>

是否分析host依赖相关

--host_deps 指定分析其依赖关系, 默认开启

--nohost_deps 指定不分析其依赖关系

是否分析其隐式依赖关系

--implicit_deps 指定分析其隐式依赖关系, 例如 @bazel_tools//tools/cpp:malloc, 默认开启

--noimplicit_deps 指定不分析其隐式依赖关系

指定输出格式

build 输出指定分析目标的 BUILD 文件内容

# /Users/wangzhuxing/Desktop/Project/repository/wzx3/bazel-examples/cpp-tutorial/stage1/main/BUILD:1:1
cc_binary(
  name = "hello-world",
  srcs = ["//main:hello-world.cc"],
)

graph 输出可进行图可视化的格式文本

digraph mygraph {
  node [shape=box];
"//main:hello-world"
"//main:hello-world" -> "//main:hello-world.cc"
"//main:hello-world.cc"
}

label 输出指定分析目标的依赖文件, 默认配置
1 2
//main:hello-world //main:hello-world.cc

label_kind 分类输出指定分析目标的依赖

1 2	cc_binary rule //main:hello-world source file //main:hello-world.cc

location 输出指定分析目标的代码行位置

1 2	/Users/.../main/BUILD:1:1: cc_binary rule //main:hello-world /Users/.../main/BUILD:3:12: source file //main:hello-world.cc

maxrank|minrank 按等级排列指定分析目标的依赖
1 2
0 //main:hello-world 1 //main:hello-world.cc
package 输出指定分析目标的包名
1
main

实用流程

生成可视化图结构的信息文本

bazel query --nohost_deps                                   \
            --noimplicit_deps                               \
            'deps(//main:hello-world)'              				\
            --output graph > output-graph.gv

通过 python 的 graphviz模块进行图解析

1	python -m bazel_graphviz --input_file="output-graph.gv"

附上本人的解析代码

# encoding: utf-8

import argparse, os

from graphviz import Source

def _render(args):
    if args.input_file:
        output_file_name, output_file_extension = os.path.splitext(str(args.input_file))
        src = Source.from_file(str(args.input_file))
        src.format = 'png'
        src.render(filename=output_file_name, view=True, cleanup=True)
        return True
    return False

def _get_parser():
    parser = argparse.ArgumentParser()
    parser.add_argument(
        '--input_file',
        default=None,
        help='Path to the model weights file of the external tool (e.g caffe/onnx weights proto binary)')
    return parser

def _main():
    parser = _get_parser()
    args, unknown_args = parser.parse_known_args()
    if not _render(args):
        print('Render bazel graph failed!')

if __name__ == '__main__':
    _main()

**更多构建命令选项可参考: ** bazel help query

清理

只清理编译目录

删除编译项目的编译过程中产生的目录树，不会删除bazel产生的临时文件

1	bazel clean

完全清理

删除输出文件的目录树，删除Bazel产生的所有临时文件，删除下载的临时文件等

1	bazel clean --expunge

测试

命令用法

1	bazel test <options> <test-targets>

注:

命令运行前会先执行一次 bazel build
测试命令无法直接传入测试程序的形参, 也并不需要

**更多测试命令选项可参考: ** bazel help test

运行

命令用法

1	bazel run <options> -- <binary target> <flags to binary>

**更多运行命令选项可参考: ** bazel help run

高阶用法

BUILD 文件语法

概念和术语

通用定义

Bourne shell 标记化

根据 Bourne shell 的标记化规则，某些规则的某些字符串属性被拆分为多个单词：
1. 未加引号的空格分隔单独的单词
2. 单引号和双引号字符和反斜杠用于防止标记化
受此标记化影响的属性在本文档的定义中明确指出。

受**“Make”变量扩展和Bourne shell标记化的属性通常用于将任意选项传递给编译器和其他工具**。此类属性的示例是cc_library.copts和java_library.javacopts。这些替换一起允许单个字符串变量扩展为特定于配置的选项字列表。
标签表达式
编译(build)规则的通用属性
测试(test)规则的通用属性 (*_test)
生成binary规则的通用属性 (*_binary)
可配置的属性
隐式输出目标