剖析安卓build系统的设计思想以及案例模拟

1.引言
安卓系统在根目录中只有一个Makefile文件，每个模块只有一个android.mk文件，这是Makefile文件的一个片段，为什么要这么设计呢？这种设计方式解决了什么问题呢？相信读完本文将会找到这些问题的答案。

2.问题的提出
对于一个小菜鸟来说，最先想到的方案是为每个模块写一个makefile，示例工程如下：

Project
  ----Makefile
  ----ant
       ----Makefile
       ----main.c
  ----bee
       ----Makefile
       ----parse.c
       ----parse.h

顶级目录的makefile内容如下：

MODULES = ant bee
all:
    for dir in $(MODULES); do \
        (cd $$dir; $(MAKE) all); \
    done

ant目录下的makefile内容如下：

all: main.o
main.o: main.c ../bee/parse.h
    $(CC) -I../bee -c main.c

bee目录下的makefile内容如下：

OBJ = ../ant/main.o parse.o
all: prog
prog: $(OBJ)
    $(CC) -o $@ $(OBJ)
parse.o: parser.c parse.h
    $(CC) -c parse.c

我们使用DAG来描述ant模块文件依赖关系：

同样的，bee模块的文件依赖关系如下：

这样我们就构建好2个模块的编译系统，只要make一下就能够得到我们想要的结果，不知道细心的读者是否发现了一个问题：main.o是依赖parse.h的，但是main.o并不清楚parse.h是如何诞生的，毕竟他们是处于两个模块的，两个makefile就像两个房间一样，他们各自身处于自己的空间当中，所以为了暴露这个问题，我们增加如下情景：

bee目录的parse.h和parse.c文件是通过yacc工具自动生成的，也就是我们在bee/Makefile文件增加以下内容来生成parse.h和parse.c文件。依赖关系现在如下：

假如我们修改了parse.y文件，然后在工程的根目录下执行make指令，得到的结果是否是我们想要的呢？答案是否定的，且听我细细道来。

make指定一旦执行，就会分别进入每个模块分别进行编译，即执行里面的makefile，那么这里首先进入ant模块，由于仅仅修改parse.y文件，所以main.o不会更新，完蛋啦，因为实际上parse.y更新，parse.h就要更新，进而main.o也是需要更新的，但这里却没有更新，也就是说，prog使用了陈旧的main.o。

问题出在哪里？还是每个模块一个makefile的方案是不对的。
每个模块一个makefile就需要依次编译每个模块，但是模块间又太过于松散，也就是一个模块中的目标可能无法感知依赖的变化，比如ant模块无法感知其依赖的变化（依赖由bee模块生成），一旦先编译了ant模块，那么就会出现我们不想要的结果。

3.改进实现

找到原因之后，那么如何解决呢？其实就是增加模块之间的耦合度，本质上就是让模块之间能够互相感知变化，下面将改进上面的设计，从而帮助我们理解安卓编译系统的设计思想。

改进以后的工程结构如下：

示例代码地址如下：
http://download.youkuaiyun.com/detail/getnextwindow/9063217

根目录下面只有一个Makefile文件,ant和bee模块下只有一个makefile片段，depend.sh自动生成头文件依赖的脚本。

Makefile实现如下：

MODULES :=ant bee
CFLAGS +=$(patsubst %,-I %,$(MODULES))
LIBS :=
SRC :=
include $(patsubst %,%/module.mk,$(MODULES))
OBJ:=$(patsubst %.c,%.o,$(filter %.c,$(SRC)))
prog:$(OBJ)
        $(CC) -o $@ $(OBJ) $(LIBS)
include $(OBJ:.o=.d)
%.d: %.c
        depend.sh `dirname $*.c` $(CFLAGS) $*.c >$@
.PHONY :clean
clean:
        rm -f prog $(OBJ) $(OBJ:.o=.d)

bee模块的module.mk文件如下：

SRC += bee/parse.y
LIBS += -ly
%.c %.h: %.y
$(YACC) -d $*.y
mv y.tab.c $*.c
mv y.tab.h $*.h

现在来分析新设计是如何解决前面的问题的，假如我们现在仅仅修改了parse.y文件。

一旦开始执行make命令，会将所有include指令中的文件加载进来，然后才开始根据所有规则产生目标文件。加载进来bee模块的module.mk以后，就会更新parse.c和parse.h，接着就会更新依赖parse.c和parse.h的目标文件，即parse.o、parse.d和main.o,所以这里main.o感知到了变化。