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OkBuck, underneath the hood

本文对我目前在github上收获star最多的开源项目 OkBuck 的工作原理进行了深度解析,并在本文写作过程中完成了对OkBuck的第三轮重构,作为OkBuck 1.0版本发布的基础。

渊源

15年9月份开始了解到快速打包相关的技术,此时已经饱受gradle打包龟速的痛苦。

首先了解到的是 LayoutCast ,但由于其只支持Android 5.0 以上(ART)的手机,虽然5.0的测试机肯定有,但还有大多数测试机不是5.0,所以还是有很多时候会比较慢,所以没有采用。这时候BUCK进入了视野。

国庆期间尝试了一下BUCK,深深觉得下载依赖的jar/aar文件,编写BUCK脚本特别麻烦,尤其是一旦加了新的依赖,还需要维护BUCK脚本以及依赖文件,是一件持续的麻烦事。恰好当时想要趁着国庆期间做点东西,而BUCK配置的编写与维护也有可能自动化,所以萌生了OkBuck的想法,OkBuck的命名受到了Okio和OkHttp的启发。

OkBuck的目标,是通过读取工程的gradle配置,自动生成BUCK脚本,免去开发者下载依赖的jar/aar文件,编写、维护BUCK脚本,处理依赖之间的冲突等繁琐又容易出错的工作。

面临的问题

  • 获取每个module的依赖,包括从maven等服务器获取的依赖、本地libs目录下的jar/aar依赖、工程内的其他module;
  • 获取apt依赖,并解析出annotation processor;
  • 避免依赖冲突:同一个库,在同一个BUCK的rule中,不能出现多个不同版本;
  • 获取工程的各种配置:build config,sign config,是否开启multidex,是否debuggable等;
  • BUCK rule的生成,BUCK文件的生成;
  • multi product flavor支持;
  • exopackage支持;

由于经验有限,很多问题都是通过摸索的方式解决的,没有查阅gradle的API文档,代码也比较原始。在0.3.0版本期间,进行了第二次代码的重构,一定程度上优化了代码,但是解决问题的方式,依然不太优雅,而且对于gradle版本,以及Android gradle插件的版本,兼容性也存在问题。

农历新年之前,正好公司项目进度没那么吃紧了(浮云 :joy:),趁此机会好好总结一下OkBuck的工作原理,分析解决问题的方式、架构、代码的不优雅之处,准备进行第三轮重构,另外完善部分功能,整理文档之后,发布1.0版本。

获取sub module的依赖

gradle api内部定义了 Dependency 系统,提供了接口获取,但它并不完整,主要是缺乏libs目录下的jar/aar依赖。

下面的方式可以获取到最终所有的依赖的本地文件:

考虑到后续buck编译以及依赖冲突检测的需求,OkBuck依赖获取的方式同时使用了上面这两种方式。

依赖的分类参照gradle api,按照configuration分类,每个sub project都会有多个configuration,最终的flavorVariant组合的依赖,将合并该组合下所有configuration的依赖,这个合并的过程需要去除完全一样的依赖记录(本地依赖文件相同),但对冲突的依赖,应该进行检测与警告。

而对于本地的android library module,如果它有多个flavor,对于其依赖者的某种flavorVariant组合中,只可能依赖它的一种flavorVariant组合,所以如果一个library module有多flavor,那么它的不同flavorVariant组合将是不同的依赖。

最终获取到的所有依赖,使用自定义的 Dependency 类型进行封装,它需要提供的接口包括:

  • 类型,用于区分后续buck的处理;
  • 本地jar/aar文件,非sub module类,需要拷贝文件;
  • src/flavor/res ... rule对应的名字,用于声明buck依赖;
  • 上述rule的存在性判断;

sub module依赖的分析工作分拆如下:

  • 依赖获取分离为 DependencyExtractor ,专门负责获取各种configuration的依赖,以及annotation processor;
    • 输出的依赖就是每个sub module的每个flavor/variant下的依赖集合;
  • 类型判断、重复检测逻辑,分离到 Dependency 抽象类中;
  • DependencyAnalyzer 只负责分析工作,包括把所有间接依赖都集中起来,冲突检测,设置本地文件保存路径等;
    • 输出的依赖就是每个sub module在每种flavor + variant组合下的依赖集合,进行了去重与冲突检测,分配好了本地保存路径,这份输出将直接用于后续每个sub module的buck rule的依赖;
    • 组合flavor/variant;
    • 重复和冲突检测;
    • 分配本地保存路径;
  • DependencyProcessor 进行依赖的处理工作,把依赖文件拷贝到okbuck目录,并为它们生成一个BUCK配置文件,以及解析Android application module的签名配置;

annotation processor相关

annotation processor依赖和module的普通依赖类似,只不过configuration是 aptprovided ,这两种是目前通用的惯例,Android module涉及到注解处理的,基本都是用的apt插件,而Java module,常用的做法也是声明一个 provided configuration,并添加到classpath中,就像这样:

而annotation processor类的提取,则可以提取对应jar文件中的 META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor 文件部分。需要注意的是,一个jar包里面可能会有多个annotation processor,需要全部解析出来。

避免依赖冲突

依赖冲突是引入BUCK过程中最痛苦的一件事,执行BUCK打包命令时,经常报形如 Multiple dex files define*** 的错误,就是因为发生了依赖冲突。

OkBuck的做法是,任何rule都不要使用 exported_deps 参数,然后把整个工程所有的依赖集中进行分析,每个module rule的 deps 部分,就是该module的所有依赖,包括直接和间接。此外,除了annotation processor的依赖,其他的module rule的依赖,也没有使用BUCK官方样例中的 all_jars 方式,避免同一依赖文件同时存在多份造成依赖冲突。

同时OkBuck也采取了不同版本依赖冲突检测的机制,可以通过配置控制是否在这种情况下失败并提示。

  • 遍历所有sub module(project),利用第一种方法,获取到所有的maven依赖以及sub module,用于检测依赖冲突,对gradle的合理使用情况下,这些依赖将是整个工程依赖的大部分;
  • 同时利用第二种方式,获取到所有的依赖本地文件,两者求差集,即可得到本地libs目录下的依赖,这部分依赖就只能使用文件名来进行重复检测了;
  • 此外,也需要检测maven依赖和这部分依赖的重复,这一步检测也只能使用文件名进行;
  • 以example工程为例,如果 javalibrary 在libs文件夹中引入了gson-2.4.jar,但是又在 app 中通过声明maven依赖引入了gson 2.3,此时就会提示: in app, gson-2.4.jar is duplicated with gson-2.3.jar ;当然这个提示其实并不能直接找到根本原因,后续会改进;
  • 如果提示依赖冲突,可以先通过 ./gradlew dependencies 命令来查看整个工程的依赖列表,进行排查;

在此次重构过程中,避免依赖冲突的时候,遇到了一个问题:最初我是直接把每个module的每个flavor + variant组合下的依赖单独放在一个目录中,这就造成了同一个依赖文件会存在多份,导致了依赖冲突。因此需要把公共依赖集中起来,保证同一个依赖只会在okbuck目录下存在一份(apt依赖可以不考虑)。

解决办法很简单,只需要为每个dep分配好合适的dstDir即可,将依赖其的module名字按字典序排列拼接,然后计算hash之后,作为目标目录(之所以要hash,是为了避免出现目录名太长的问题)。这一个改变基本是在重构完成之后进行的,但是代码上的改动非常小,只需改变为每个依赖设置dstDir的策略即可,这也从侧面上反映出来此次重构的成功性。

获取工程的各种配置

minSdkVersion 为例:

multi product flavor支持

BUCK原生不支持multi product flavor,OkBuck通过解析每个flavor的配置,同时为每种flavor + variant组合生成一套BUCK配置,达到支持multi product flavor的效果。

对于flavor较多的情况,生成的BUCK文件会比较复杂,解析时间会达到1s以上,所以OkBuck也加上了一个flavor filter的选项,可以只生成指定flavor的BUCK文件。之所以不通过gradle task运行参数控制,是由于可能存在OkBuck无法满足的需求,仍需手动稍微修改生成的BUCK文件,这种情况下,每次切换flavor都需要重新编辑,会很麻烦。

BUCK rule、BUCK文件的生成

OkBuck为buck的每种rule对应建立了一个类, AndroidBinaryRule , AndroidLibraryRule 等,它们继承自公共基类 AbstractBuckRule ,提供 print 接口,把rule的内容打印到 PrintStream 中,并且按照它们的组成(参数),分为几大类型,将打印工作分摊开来,简化了每个类的大小,提高可读性与可扩展性。

上述依赖分析,以及工程配置的问题解决之后,就可以为每个sub module生成各类buck rule,并最终组成buck脚本了。步骤如下:

  • java library module
    • 目前gradle并未支持flavor与variant,也不支持build config,所以只需要考虑main目录下的代码,compile选项的依赖,以及注解处理
    • 只能依赖jar包,不能依赖aar包
    • 只需要生成java library和project config两个rule
  • android library module
    • 需要支持flavor和variant,包括:java, res, assets, build config, jniLibs, aidl
    • java代码,每种flavor + variant组合将对应一个android_library rule,它包括了该种组合下所有源码目录内的代码
    • res和assets,同属于android resource rule,每个源码目录下均可能存在,每个源码目录将生成一个rule,而每种flavor + variant的组合,将需要使用该组合下所有源码目录对应的android resource rule
    • build config, aidl和java代码类似,每种flavor + variant组合对应一个相应的rule
    • jniLib和res类似,每个源码目录需要一个rule
    • 上述差异主要是由buck rule参数的类型造成的
    • 由于manifest比较特殊,暂时不支持manifest的多flavor,只允许在main目录下存在一个manifest,它将作为android library rule的参数被设置在每个android library rule中
  • android application module
    • 需要支持flavor和variant,范围和android library module相同
    • 不同之处在于android library rule不包括manifest,manifest将有单独的rule,供android binary使用
    • 此外还需要为每种flavor + variant组合生成一个android_binary rule
    • manifest比较特殊,先使用一个 genrule ,以main源码目录下的manifest文件生成一个skeleton,再合并依赖的manifest,最终为每种flavor + variant组合生成一个android_manifest rule
    • key store也需要为每种flavor + variant组合(是否可以为每种flavor配置sign config?)生成一个keystore rule
  • 其他buck文件
    • .buckconfig,配置整个buck项目
    • manifest生成有一个genrule,需要一个buck文件描述
    • .okbuck目录下保存的是所有的依赖本地文件,每个目录都需要一个buck文件进行描述
  • 整个过程
    • 遍历每个sub project
    • 判断类型,不同类型生成不同的buck文件(由BuckFile进行封装),且它们的生成逻辑分离到各个实现类中
    • BuckFile生成后,统一进行打印、依赖文件处理
  • Windows兼容的部分暂时移除

exopackage支持

支持exopackage时,multidex的 primary_dex_patterns ,以及app lib的依赖,目前都是交给用户配置的,目前还没有好的方案自动化获取。

而用户配置的具体值,只能依靠用户逐步测试,根据buck打包/app运行报错信息,逐步完善。不过这一步也还是值得的,一旦完成之后,后面基本不用修改。

原文  http://blog.piasy.com/OkBuck-Underneath-the-hood/
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