bazel的基礎(chǔ)概念與原理是什么

bazel的基礎(chǔ)概念與原理是什么，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

0x01 背景

bazel目前已廣泛用于云計算領(lǐng)域的開源軟件的構(gòu)建如k8s、kubevirt等，本文以一個新手的角度分享下bazel的基礎(chǔ)知識，其存在的價值。對比下，它與其他已經(jīng)存在的構(gòu)建系統(tǒng)的差別，以及它適用于什么場景。

0x02 構(gòu)建系統(tǒng)

構(gòu)建對應(yīng)的英文是BUILD，也就是大家所說的編譯打包，就是將編寫出的代碼經(jīng)過編譯器處理，產(chǎn)生二進制，形成一個可以正常運行的軟件包（如deb或者rpm）。對于編譯型語言來說，構(gòu)建幾乎是日常工作的一部分。

1. 是一個輔助過程，它本身不產(chǎn)生價值。

2. 又是必須的一個過程，沒有它CI是空談。

基于這兩個特點來說，我們希望理想的構(gòu)建系統(tǒng)具備以下特點：

1. 盡可能地快?？梢苑奖汩_發(fā)人員，編寫代碼后快速出包驗證改動。

2. 方便維護，可以清晰地展示依賴關(guān)系，在系統(tǒng)中添加一個模塊，或者減少一個模塊，可以非常容易維護。

對比理想系統(tǒng)，我們看下構(gòu)建技術(shù)的發(fā)民。軟件構(gòu)建技術(shù)的發(fā)展和IT技術(shù)的發(fā)展保持同步，歷經(jīng)了初期、中期和現(xiàn)代化三個階段（純粹個人理解）。

一、初期
軟件規(guī)模小，軟件工程的概念還未被提出。
這時對構(gòu)建的要求很低，或者說不需要。編寫出的代碼可以經(jīng)過匯編編譯后直接執(zhí)行，也沒有流水線。這時期的代碼就是makefile，或者是直接自己寫腳本進行編譯執(zhí)行。軟件的特點是，單語言小規(guī)模，對構(gòu)建基本上沒有要求。

二、中期
軟件規(guī)模開始增大。已有的makefile機制已經(jīng)難以滿足需要。以Linux內(nèi)核為例，makefile已經(jīng)無法滿足，所以內(nèi)核開發(fā)者在內(nèi)核中添加了自己的構(gòu)建擴展，以滿足日漸增大的內(nèi)核代碼。同時，也涌現(xiàn)出了cmake這樣較現(xiàn)代化的構(gòu)建工具。主要原因是，代碼規(guī)模增大后，構(gòu)建這一不增值過程開始消耗掉大量開發(fā)人員的精力，以cmake為代表的工具可以半自動化管理依賴，生成makefile，提高編譯人員的生產(chǎn)力，減少了重復(fù)勞動； 此時的構(gòu)建系統(tǒng)基本上可以滿足要求，但已經(jīng)開始顯現(xiàn)不足了。

三、現(xiàn)代化
軟件規(guī)模增大的同時，大型系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向多語言協(xié)作。使用運行高效率的編譯型語言（C、C++、Java等）編寫低層（數(shù)據(jù)面），使用開發(fā)高效率的動態(tài)非編譯型語言編寫上層（管理面）。多語言對于cmake來說，無能為力。此時以bazel為代表的現(xiàn)代構(gòu)建系統(tǒng)出現(xiàn)，可以很好地解決cmake無法解決的問題。

在一個機構(gòu)逐步增大的過程中，大公司在IT上經(jīng)歷的問題，你同樣會遇到，所以了解一門技術(shù)的驅(qū)動力一定是問題，而不是Google出品的一定就是適合你的。這里也一樣，我去了解Bazel是因為遇到了現(xiàn)有技術(shù)無法解決的問題。

[bazel](https://www.bazel.build/](https://www.bazel.build/) Google開源的構(gòu)建工具。它通過將構(gòu)建過程進行抽象建模，實現(xiàn)了一個接近理解的構(gòu)建系統(tǒng)。

1. 快速構(gòu)建。
   bazel支持增量式編譯，支持緩存，支持分布式擴展。這3點就可以滿足快速建構(gòu)。只要有投入足夠多的硬件資源，你的構(gòu)建就可以很快。

2. 清晰的依賴關(guān)系。
   雖然makefile也可以定義出來。但makefile定義的規(guī)則，全部需要人工維護，特別是分散在多個代碼倉庫中的依賴，很難有人能全局把握好依賴關(guān)系。但bazel可以清晰地以依賴關(guān)系圖的方式展現(xiàn)出當(dāng)前的依賴關(guān)系。而且是自動建立地，可查詢。

除了以上兩個優(yōu)點，最重要的一點是bazel支持多語言構(gòu)建。以下將通過介紹bazel的基本對象（概念），來闡述bazel是如何對構(gòu)建過程進行建模的。

0x03 概念

3.1 構(gòu)建
構(gòu)建過程是一個動作。有輸入輸出，如下圖所示。

一個大型系統(tǒng)中有許多構(gòu)建過程，有頂層的負(fù)責(zé)產(chǎn)生最終產(chǎn)出物。有底層負(fù)責(zé)某個小模塊的構(gòu)建。不同的構(gòu)建之間，有相互依賴。A的產(chǎn)生物是B的輸入，那么B就依賴A，構(gòu)建上則要求A先于B構(gòu)建。這些依賴最終在大模塊里出的就是一個依賴網(wǎng)。如下圖，A依賴B C D，但B也依賴C。

3.2 Bazel中主要的概念如下。

0x04 原理

有了基礎(chǔ)概念之后，解釋下bazel的工作原理。bazel以client/server模式工作，server在閑置一段時間后會自動退出。以WORKSPACE[#WORKSPACE]和BUILD文件將整個構(gòu)建過程模型化。 bazel工作分以下三個階段(phase)。也就是執(zhí)行了bazel build ...之后發(fā)生的事情。

1. loading phase 加載階段
   bazel遍歷當(dāng)前工程下，所有子文件夾，找到其中的BUILD文件，加載外部依賴，生成一個個package和target。

2. analysis phase 分析階段
   根據(jù)各個BUILD中定義的目標(biāo)和輸入輸出信息，建立一個內(nèi)存中的build graph。

3. executing phase 執(zhí)行階段
   根據(jù)build graph逐個運行各個規(guī)則定義的動作，產(chǎn)生最終的目標(biāo)。

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