bazel的基礎概念與原理是什么

bazel的基礎概念與原理是什么，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講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

0x01 背景

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

0x02 構建系統

構建對應的英文是BUILD，也就是大家所說的編譯打包，就是將編寫出的代碼經過編譯器處理，產生二進制，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，我們希望理想的構建系統具備以下特點：

1. 盡可能地快。可以方便開發人員，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系，在系統中添加一個模塊，或者減少一個模塊，可以非常容易維護。

對比理想系統，我們看下構建技術的發民。軟件構建技術的發展和IT技術的發展保持同步，歷經了初期、中期和現代化三個階段（純粹個人理解）。

一、初期
軟件規模小，軟件工程的概念還未被提出。
這時對構建的要求很低，或者說不需要。編寫出的代碼可以經過匯編編譯后直接執行，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行。軟件的特點是，單語言小規模，對構建基本上沒有要求。

二、中期
軟件規模開始增大。已有的makefile機制已經難以滿足需要。以Linux內核為例，makefile已經無法滿足，所以內核開發者在內核中添加了自己的構建擴展，以滿足日漸增大的內核代碼。同時，也涌現出了cmake這樣較現代化的構建工具。主要原因是，代碼規模增大后，構建這一不增值過程開始消耗掉大量開發人員的精力，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力，減少了重復勞動； 此時的構建系統基本上可以滿足要求，但已經開始顯現不足了。

三、現代化
軟件規模增大的同時，大型系統開始轉向多語言協作。使用運行高效率的編譯型語言（C、C++、Java等）編寫低層（數據面），使用開發高效率的動態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為代表的現代構建系統出現，可以很好地解決cmake無法解決的問題。

在一個機構逐步增大的過程中，大公司在IT上經歷的問題，你同樣會遇到，所以了解一門技術的驅動力一定是問題，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是因為遇到了現有技術無法解決的問題。

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

1. 快速構建。
   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。只要有投入足夠多的硬件資源，你的構建就可以很快。

2. 清晰的依賴關系。
   雖然makefile也可以定義出來。但makefile定義的規則，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系。但bazel可以清晰地以依賴關系圖的方式展現出當前的依賴關系。而且是自動建立地，可查詢。

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

0x03 概念

3.1 構建
構建過程是一個動作。有輸入輸出，如下圖所示。

一個大型系統中有許多構建過程，有頂層的負責產生最終產出物。有底層負責某個小模塊的構建。不同的構建之間，有相互依賴。A的產生物是B的輸入，那么B就依賴A，構建上則要求A先于B構建。這些依賴最終在大模塊里出的就是一個依賴網。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文件將整個構建過程模型化。 bazel工作分以下三個階段(phase)。也就是執行了bazel build ...之后發生的事情。

1. loading phase 加載階段
   bazel遍歷當前工程下，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
   根據各個BUILD中定義的目標和輸入輸出信息，建立一個內存中的build graph。

3. executing phase 執行階段
   根據build graph逐個運行各個規則定義的動作，產生最終的目標。

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