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深入理解Android Gradle

Primary LanguageGroovyMIT LicenseMIT

深入理解Android Gradle

为什么写这个?

讲Gradle的文章和书很多,讲Groovy的文章和书也很多,但是在Android中如何使用Gradle和Groovy,感觉没有一篇文章和书能够讲透,总觉得使用起来模模糊糊,云里雾里。所以,想把平时研究和应用Gradle的一些要点和心得记录下来,既是方便自己,也是方便大家。

  • 会持续更新学习和研究Gradle的一些要点和心得,力求让你从根本上搞懂Android Gradle,不求大而全,但求精。也许你在别处找不到的答案,在这里可以找到呢。
  • 仓库中的工程是为了方便我经常调试和研究Gradle所搭建,可能有点乱,仅做参考。

Gradle是什么

“Gradle is an open-source build automation system that builds upon the concepts of Apache Ant and Apache Maven and introduces a Groovy-based domain-specific language (DSL) instead of the XML form used by Apache Maven for declaring the project configuration.[1] Gradle uses a directed acyclic graph ("DAG") to determine the order in which tasks can be run.”——维基百科对Gradle的定义。

翻译过来就是:“Gradle是一个基于Apache Ant和Apache Maven概念的项目自动化构建开源工具。它使用一种基于Groovy的特定领域语言(DSL)来声明项目设置,抛弃了基于XML的各种繁琐配置。”

还是很难懂。难怪有些人觉得gradle文件看起来很痛苦,看不懂。我的理解是:gradle既是脚本,也是代码。可以像脚本那些执行,而且每一行脚本,都可以理解成执行了相应的对象中的一个方法。但是由于闭包的存在使得有些代码的执行顺序跟定义的顺序不一致。这样一来,Gradle写起来和读起来都像配置文件,实际上是一系列代码,要以代码的角度来阅读和编写Gradle。这样一来,Gradle就要好理解得多。

AS中的Gradle Build Script

  1. 工程根目录下的setting.gradle和build.gradle
  2. 每个Module目录下都有一个build.gradle

执行顺序

Gradle执行的时候遵循如下顺序:

  1. 首先解析settings.gradle来获取模块信息,这是初始化阶段
  2. 然后配置每个模块,配置的时候并不会执行task
  3. 配置完了以后,有一个重要的回调project.afterEvaluate,它表示所有的模块都已经配置完了,可以准备执行task了
  4. 执行指定的task。

gradle对象

每个gradle脚本都可以访问gradle对象,比如在setting.gradle下执行:

println("gradle name: " + gradle.class.name)

会输出:

gradle name: org.gradle.invocation.DefaultGradle_Decorated

这些gradle对象都是接口Gradle的实现:

public interface Gradle extends PluginAware {
    ....
}

比如有个叫DefaultGradle的实现:

public class DefaultGradle extends AbstractPluginAware implements GradleInternal {
...
}

通过gradle对象可以获取Gradle的相关信息和添加一些钩子。

setting对象

每一个setting.gradle都对应一个setting对象

在setting.gradle中可以访问到setting对象:

println("setting.gradle: " + settings)
println("setting.gradle: " + this)

输出:

setting.gradle: settings 'android-gradle-study'
setting.gradle: settings 'android-gradle-study'

project对象

每一个build.gradle都对应一个project对象。

  • 在project的build.gradle中,获取到的project对象是root project
  • 在module的build.gradle中,获取到的project对象是module project

比如在root project的build.gradle中和在module的build.gradle中执行如下代码:

println("Root build.gradle: " + project)
println("Root build.gradle: " + this)

root project输出:

Root build.gradle: root project 'android-gradle-study'
Root build.gradle: root project 'android-gradle-study'

module project输出:

App build.gradle: project ':app'
App build.gradle: project ':app'

但是,root project和module project的类型是一样的,都是DefaultProject。

Root build.gradle

buildscript

buildscript用于配置插件的classpath,插件跟引用的aar不同,插件不会编译到apk中,插件只是用于构建。设置repositories告诉gradle classpath的仓库地址,dependencies用于配置具体的classpath。

allprojects

allprojects进行的配置会应用到当前的project以及其所有module,这里配置的repositories会在当前的project以及其所有module都生效。

Gradle Wrapper

Gradle Wrapper,就是对gradle的一层包装。在AS右侧的Gradle面板直接运行task等同于直接用gradle运行task。但是由于gradle有不同的版本,所以希望使用统一的gradle版本进行构建,避免由于gradle版本不统一带来的问题。

AS的工程下有两个脚本:gradlew和gradlew.bat。包括还有一个文件夹:gradle/wrapper/这个文件夹里面的gradle-wrapper.properties决定了我们使用gradlew的时候调用的gradle版本:

distributionBase=GRADLE_USER_HOME
distributionPath=wrapper/dists
distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-4.6-all.zip
zipStoreBase=GRADLE_USER_HOME
zipStorePath=wrapper/dists

gradlew下载的gradle一般放在如下的位置:

~/.gradle/wrapper/dists

Groovy 闭包

闭包就是一段代码块,以参数的形式传递给其他函数,其他函数可以执行这个闭包。这有点像java里面listener的作用。 示例:

task doSomething1 << {
    runEach({
        println(it)
    })
}

def runEach(closure) {
    for (int i in 1..10) {
        closure(i)
    }
}

由于Groovy里面方法调用可以省略括号,并且如果方法的最后一个参数是闭包,可以放到方法外面,因此我们经常可以方法调用闭包的写法类似这样:

runEach {
    println(it)
}

Task

Gradle里面创建task的方法有很多,我最喜欢的一种是任务名字+闭包配置的方式:

task demoTask {
    description 'demo task'
}

查看源码可以发现,task都是通过TaskContainer创建的:

public Task task(String task) {
    return this.taskContainer.create(task);
}

一个task由多个action组成,task真正要完成的任务都放在这些action里面。

在源码AbstractTask中,我们可以找到一个存放action的list:

public abstract class AbstractTask implements TaskInternal, DynamicObjectAware {
    private static final Logger BUILD_LOGGER = Logging.getLogger(Task.class);
    private static final ThreadLocal<TaskInfo> NEXT_INSTANCE = new ThreadLocal<TaskInfo>();

    private final ProjectInternal project;

    private final String name;

    private List<ContextAwareTaskAction> actions;

    ...
}

我们可以通过doFirst和doLast来添加action,doFirst把action添加到最前面,doLast添加action最后执行:

task demoTask {
    description 'demo task'
    doFirst {
        println("this action will run first!")
    }
    doLast {
        println("this action will run last!")
    }
}

查看Task的源码可以发现,这两个操作无非是把action添加到action list的队头和队尾:

@Override
public Task doFirst(final Closure action) {
    hasCustomActions = true;
    if (action == null) {
        throw new InvalidUserDataException("Action must not be null!");
    }
    taskMutator.mutate("Task.doFirst(Closure)", new Runnable() {
        public void run() {
            getTaskActions().add(0, convertClosureToAction(action, "doFirst {} action"));
        }
    });
    return this;
}

@Override
public Task doLast(final Closure action) {
    hasCustomActions = true;
    if (action == null) {
        throw new InvalidUserDataException("Action must not be null!");
    }
    taskMutator.mutate("Task.doLast(Closure)", new Runnable() {
        public void run() {
            getTaskActions().add(convertClosureToAction(action, "doLast {} action"));
        }
    });
    return this;
}

<<操作符

因为Task的doLast用的很多,所以使用了一种doLast的短标记形式,这就是<<操作符:

task doSomething1 << {
    //doLast的action
}

<<对应的源码是Task的leftShift方法:

@Override
public Task leftShift(final Closure action) {
    DeprecationLogger.nagUserWith("The Task.leftShift(Closure) method has been deprecated and is scheduled to be removed in Gradle 5.0. Please use Task.doLast(Action) instead.");

    hasCustomActions = true;
    if (action == null) {
        throw new InvalidUserDataException("Action must not be null!");
    }
    taskMutator.mutate("Task.leftShift(Closure)", new Runnable() {
        public void run() {
            getTaskActions().add(taskMutator.leftShift(convertClosureToAction(action, "doLast {} action")));
        }
    });
    return this;
}

这也进一步说明了doLast和<<操作符是一致的。

Plugin

Plugin用来干嘛?

研究一项技术之前如果不弄清楚这项技术用来干嘛,能带来什么好处,那就是为了研究技术而研究技术,没任何卵用。

Plugin说白了就是可以把你之前写在gradle文件中的那些代码,提取出来,放到一个插件中。这个插件可以放到一个仓库中,可以下载下来使用。说白了,就是提高你那段代码的复用性。

使用Plugin

apply plugin:[your-plugin]

当你调用这句话的时候,你写在你的自定义Plugin中的apply方法就会执行。就这么简单。

在使用plugin之前,需要在root project的build.gradle中指定classpath和相应的repo仓库地址:

buildscript {
    repositories {
        //定义repo仓库地址
    }
    dependencies {
        //定义classpath
    }
}

设置buildscript的目的是为了让gradle能知道去哪找到你的插件。

自定义Plugin

自定义Plugin很简单,直接参考代码里面的plugin module即可。

自定义的Plugin可以采用Groovy编写,也可以采用java编写。采用Groovy编写可以使用Groovy的一些特性,比如使用闭包。

你甚至可以像示例中的plugin module那样,同时使用groovy和java。并且可以在一个module,或者一个jar中包含多个plugin。

配置一个plugin module可以参考示例代码,其中有几个关键点:

  • apply plugin
apply plugin: 'groovy'
apply plugin: 'java'
  • 配置sourceSets
sourceSets {
    main {
        groovy {
            srcDir 'src/main/groovy'
        }

        java {
            srcDir 'src/main/java'
        }
    }
}
  • 配置dependencies
dependencies {
    compile gradleApi()
    compile localGroovy()
    compile 'com.android.tools.build:gradle:3.2.1'
}
  • 配置META-INF
  1. 在src/main/下新建目录:resources/META-INF/gradle-plugins/
  2. 在这个目录下新建文件:xx.properties,这个xx就是plugin id,也就是用户使用这个插件的时候apply plugin:的那个id
  3. 在xx.properties中定义:implementation-class=[class name of your plugin]

调试自定义Plugin

如何调试自定义Plugin呢,我一般喜欢用本地repo调试,如何把你的plugin上传到本地repo呢,只需要在你的plugin模块的build.gradle中加入以下代码:

apply plugin: 'maven'

group = 'com.xxx.xxx'
version = '0.0.1'

uploadArchives {
    repositories {
        mavenDeployer {
            repository(url: uri('../repo'))
        }
    }
}

这个时候AS的gradle面板会多一个uploadArchives任务,执行这个任务便可以把plugin上传到工程根目录的repo目录下。

android-apt和annotationProcessor

作用

APT(Annotation Processing Tool)是一种处理注释的工具,它对源代码文件进行检测找出其中的Annotation,对这些Annotation进行处理。常用的处理方式包括根据这些注解自动生成一些java源文件或者java class文件。

android-apt

android-apt是annotationProcessor出现之前的apt框架。要使用android-apt需要添加如下的代码:

添加android-apt到Project下的build.gradle中

//配置在Project下的build.gradle中
buildscript {
    repositories {
      mavenCentral()
    }
    dependencies {
        classpath 'com.neenbedankt.gradle.plugins:android-apt:1.8'
    }
}

在Module中build.gradle的配置(以dagger为例)

apply plugin: 'com.neenbedankt.android-apt'

dependencies {
    apt 'com.squareup.dagger:dagger-compiler:1.1.0'
}

annotationProcessor

annotationProcessor也是一种APT工具,他是google开发的内置框架,不需要引入,可以直接在module的build.gradle文件中使用(以butterknife为例):

dependencies {
    annotationProcessor 'com.jakewharton:butterknife-compiler:8.4.0'
}

自定义注解处理器

创建一个java module,编写一个类,继承AbstractProcessor。并且重写其中的process方法:

public class MyProcessor extends AbstractProcessor {

    @Override
    public synchronized void init(ProcessingEnvironment processingEnvironment) {
        super.init(processingEnvironment);
        ...
    }

    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> set, RoundEnvironment roundEnvironment) {
        ...
        return true;
    }
    
    @Override
    public Set getSupportedAnnotationTypes() {
        Set annotataions = new LinkedHashSet();
        annotataions.add(MyAnnotation.class.getCanonicalName());
        return annotataions;
    }
    
    @Override
    public SourceVersion getSupportedSourceVersion() {
        return SourceVersion.latestSupported();
    }
}

Export Processor

有两种方法Export Processor:

手动暴露
  1. 在 processors 库的 main 目录下新建 resources 资源文件夹
  2. 在 resources文件夹下建立 META-INF/services 目录文件夹
  3. 在 META-INF/services 目录文件夹下创建 javax.annotation.processing.Processor 文件
  4. 在 javax.annotation.processing.Processor 文件写入注解处理器的全称,包括包路径
使用AutoService

AutoService注解处理器是Google开发的,用来生成 META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor 文件的,你只需要在你定义的注解处理器上添加 @AutoService(Processor.class) 就可以了,简直不能再方便了。

  • 添加依赖
dependencies {
    implementation 'com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc2'
}
  • 用@AutoService注解Processor
@AutoService(Processor.class)
public class MyProcessor extends AbstractProcessor {
    // ...
}

Transform

Transform用来干嘛

还是那句话,研究任何一个新技术之前都要先弄明白这个技术是用来干嘛的,不然就毫无意义。

前面介绍了Plugin,但是apply plugin是发生在配置阶段,还没有涉及到真正的构建过程。如果我们想在构建过程中做一些事,比如我们想拿到编译时产生的Class文件,并在生成Dex之前做一些处理。

Transform就是用来应对这种场景的。

另外一种处理方式

Transform API 是在1.5.0-beta1版开始使用的。在此之前,如果我们想拿到编译时产生的Class文件,并在生成Dex之前做一些处理,常用的方式是注册project的afterEvaluate方法,在这个方法中拿到一些构建过程中的task,并在这个task中注入一些action来完成:

project.afterEvaluate {
    System.out.println(TAG + "execute afterEvaluate: " + project)
    def extension = project.extensions.findByType(AppExtension.class)
    extension.applicationVariants.all { variant ->
        String variantName = capitalize(variant.getName())
        Task mergeJavaResTask = project.tasks.findByName(
                "transformResourcesWithMergeJavaResFor" + variantName)
        System.out.println(TAG + "mergeJavaResTask: " + mergeJavaResTask)
        mergeJavaResTask.doLast {
            System.out.println(TAG + "mergeJavaResTask.doLast execute")
        }
    }
}

使用Transform

定义Transform

自定义Transform,继承自Transform类:

class AgsTransform extends Transform {

    final String TAG = "[AgsTransform]"

    @Override
    void transform(TransformInvocation transformInvocation) throws TransformException, InterruptedException, IOException {
        System.out.println(TAG + "start transform")
        super.transform(transformInvocation)
    }

    @Override
    String getName() {
        return AgsTransform.simpleName
    }

    @Override
    Set<QualifiedContent.ContentType> getInputTypes() {
        return TransformManager.CONTENT_CLASS
    }

    @Override
    Set<? super QualifiedContent.Scope> getScopes() {
        return TransformManager.SCOPE_FULL_PROJECT
    }

    @Override
    boolean isIncremental() {
        return false
    }
}
输入的类型
@Override
Set<QualifiedContent.ContentType> getInputTypes() {
    return TransformManager.CONTENT_CLASS
}

输入类型有两种,CLASSES和RESOURCES,在DefaultContentType指定:

enum DefaultContentType implements ContentType {
    /**
     * The content is compiled Java code. This can be in a Jar file or in a folder. If
     * in a folder, it is expected to in sub-folders matching package names.
     */
    CLASSES(0x01),

    /** The content is standard Java resources. */
    RESOURCES(0x02);

    private final int value;

    DefaultContentType(int value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public int getValue() {
        return value;
    }
}

TransformManager中定义了一系列的类型集合:

public static final Set<ContentType> CONTENT_CLASS = ImmutableSet.of(CLASSES);
public static final Set<ContentType> CONTENT_JARS = ImmutableSet.of(CLASSES, RESOURCES);
public static final Set<ContentType> CONTENT_RESOURCES = ImmutableSet.of(RESOURCES);
public static final Set<ContentType> CONTENT_NATIVE_LIBS =
        ImmutableSet.of(NATIVE_LIBS);
public static final Set<ContentType> CONTENT_DEX = ImmutableSet.of(ExtendedContentType.DEX);
public static final Set<ContentType> DATA_BINDING_ARTIFACT =
        ImmutableSet.of(ExtendedContentType.DATA_BINDING);
public static final Set<ContentType> DATA_BINDING_BASE_CLASS_LOG_ARTIFACT =
        ImmutableSet.of(ExtendedContentType.DATA_BINDING_BASE_CLASS_LOG);
输入文件所属的范围
@Override
Set<? super QualifiedContent.Scope> getScopes() {
    return TransformManager.SCOPE_FULL_PROJECT
}

getScopes()用来指明自定的Transform的输入文件所属的范围, 定义在Scope中:

enum Scope implements ScopeType {
    /** Only the project content */
    PROJECT(0x01),
    /** Only the sub-projects. */
    SUB_PROJECTS(0x04),
    /** Only the external libraries */
    EXTERNAL_LIBRARIES(0x10),
    /** Code that is being tested by the current variant, including dependencies */
    TESTED_CODE(0x20),
    /** Local or remote dependencies that are provided-only */
    PROVIDED_ONLY(0x40),

    /**
     * Only the project's local dependencies (local jars)
     *
     * @deprecated local dependencies are now processed as {@link #EXTERNAL_LIBRARIES}
     */
    @Deprecated
    PROJECT_LOCAL_DEPS(0x02),
    /**
     * Only the sub-projects's local dependencies (local jars).
     *
     * @deprecated local dependencies are now processed as {@link #EXTERNAL_LIBRARIES}
     */
    @Deprecated
    SUB_PROJECTS_LOCAL_DEPS(0x08);

    private final int value;

    Scope(int value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public int getValue() {
        return value;
    }
}

同样,TransformManager中定义了一系列的Scope集合:

public static final Set<ScopeType> PROJECT_ONLY = ImmutableSet.of(Scope.PROJECT);
public static final Set<Scope> SCOPE_FULL_PROJECT =
        Sets.immutableEnumSet(
                Scope.PROJECT,
                Scope.SUB_PROJECTS,
                Scope.EXTERNAL_LIBRARIES);
public static final Set<ScopeType> SCOPE_FULL_WITH_IR_FOR_DEXING =
        new ImmutableSet.Builder<ScopeType>()
                .addAll(SCOPE_FULL_PROJECT)
                .add(InternalScope.MAIN_SPLIT)
                .build();
public static final Set<ScopeType> SCOPE_FULL_LIBRARY_WITH_LOCAL_JARS =
        ImmutableSet.of(Scope.PROJECT, InternalScope.LOCAL_DEPS);
重写transform方法

我们可以通过TransformInvocation来获取输入,也可以获取输出的功能:

@Override
void transform(TransformInvocation transformInvocation) throws TransformException, InterruptedException, IOException {
    System.out.println(TAG + "start transform")
    super.transform(transformInvocation)
    //处理输入
    System.out.println(TAG + "处理输入")
    for (TransformInput input : transformInvocation.inputs) {
        input.jarInputs.parallelStream().forEach(new Consumer<JarInput>() {
            @Override
            void accept(JarInput jarInput) {
                File file = jarInput.getFile()
                JarFile jarFile = new JarFile(file)
                Enumeration<JarEntry> entries = jarFile.entries()
                while (entries.hasMoreElements()) {
                    JarEntry entry = entries.nextElement()
                    System.out.println(TAG + "JarEntry: " + entry)
                }
            }
        })
    }
    //处理输出
    System.out.println(TAG + "处理输出")
    File dest = transformInvocation.outputProvider.getContentLocation(
            "output_name",
            TransformManager.CONTENT_CLASS,
            TransformManager.PROJECT_ONLY,
            Format.DIRECTORY)
}

注册Transform

在Plugin中注册:

def extension = project.extensions.findByType(AppExtension.class)
System.out.println(TAG + extension)
extension.registerTransform(new AgsTransform())

extension

extension用于向你的Plugin中传入一些配置信息,使用起来很简单。

创建Bean

创建一个存放配置信息的bean:

public class DemoExtension {

    private boolean enable;
    private String message;

    public boolean isEnable() {
        return enable;
    }

    public void setEnable(boolean enable) {
        this.enable = enable;
    }

    public String getMessage() {
        return message;
    }

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("enable=").append(enable).append(";");
        sb.append("message=").append(message).append(";");
        return sb.toString();
    }
}

在Plugin中create extension

DemoExtension extension = project.getExtensions().create("demoConfig", DemoExtension.class);

在build.gradle中进行配置

demoConfig {
    enable = true
    message = 'hello world'
}

使用extension的一个坑

完成以上步骤之后,就可以使用extension了,但是extension有个坑,就是如果create之后立即使用,这个时候bean里面是默认值,也就是说build.gradle中的信息还没有加载进去,需要在整个gradle配置完成之后bean中才会填充上相应的值:

final DemoExtension extension = project.getExtensions().create("demoConfig", DemoExtension.class);
System.out.println(TAG + "extension: " + extension);
project.afterEvaluate(new Action<Project>() {
    @Override
    public void execute(Project project) {
        System.out.println(TAG + "extension afterEvaluate: " + extension);
    }
});

这样一来,如果你有些信息是需要在配置阶段读取到的,就不适合使用extension了。

使用properties

有些时候我们的配置信息是写在extension里面的,但是如果要在plugin中读取这些配置信息,需要在脚本Evaluate之后,如果要在配置的时候就使用配置信息,最常用的办法就是使用properties: 在build.gradle平级的位置建立一个名为gradle.properties的文件,里面是配置信息,如:

testProperty=hello

然后在Plugin的代码中用如下方式读取:

String testProperty = (String) project.property("testProperty");