Android Gradle原理解釋

系列文章：

1. Android Gradle原理解釋
2. Android Studio點擊Run背後發生了什麼？

1. 前言

咱們都知道利用Android Studio編寫APP時，會使用Gradle這個工具，那麼Gradle究竟是什麼呢？它在APP編寫中起到什麼做用呢？

Gradle是一個項目自動化建構工具。構建就是根據輸入信息執行一系列操做，最後獲得幾個產出物（APK包）。

傳統的構建工具備Ant和Maven，但他們有一些缺點，例如Maven使用XML來制定構建規則。XML雖然通俗易懂，可是很難在xml中描述if{某條件成立，編譯某文件}/else{編譯其餘文件}這樣有不一樣條件的任務。針對這類問題天然須要編程來解決，因此，Gradle選擇了Groovy語言。

Gradle的另外一個特色是它是一種DSL(Domain-Specific-Language)，即特定領域語言，就是針對某一領域而產生的語言。DSL的好處是一句話能夠包含不少意思，由於只針對特定領域解決問題。

Gradle當前其支持的語言限於Java、Groovy和Scala，計劃將來將支持更多的語言。Gradle能夠幫你管理項目中的差別，依賴，編譯，打包，部署...，你能夠定義知足本身須要的構建邏輯，寫入到build.gradle中供往後複用，通俗的說：gradle是打包用的。

1.1 Groovy基礎

Groovy是個靈活的動態腳本語言，基於JVM虛擬機，語法和Java很類似，又兼容Java，且在此基礎上增長了不少動態類型和靈活的特性，如支持閉包和DSL。Groovy的開發環境配置能夠參考Groovy 環境配置，具體語言特性教程能夠參考-Groovy教程。

Groovy基於Java，又擴展了Java，運行過程當中首先會先將其編譯成Java類字節碼，而後經過JVM來執行這個Java類。

1.2 Gradle介紹

Gradle是一個工具，也是一個編程框架。要弄清楚Gradle，則必須知道其組成的基本組件，Gradle中每一個待被編譯的工程叫Project，每一個Project在構建時都包含一系列Task，如Android Studio構建過程當中包括Java代碼編譯Task，資源編譯Task，Lint規則檢查Task，簽名Task等等。

參考深刻理解Android之Gradle

配置Gradle環境前，確保已經安裝配置好Java環境，下載Gradle後解壓並配置環境變量，具體能夠參考-配置Gradle

下面是一個Gradle語言版的Hello word例子：

// Gradle版Hello word
// 新建build.gradle文件：
task hello{	// 定義一個任務Task名爲hello
    doLast{ // 添加一個動做Action，表示在Task執行完畢後回調doLast閉包中的代碼
        println'Hello World'//輸出字符串，單雙號都可
    }
}
// 命令行：
gradle hello // 執行build.gradle中名爲Hello的任務
// 輸出：
Hello World
複製代碼

總而言之，學習Gradle咱們須要掌握Groovy語言，以及Gradle在Android Studio中的工做方式，工做流程，工做原理。

2. Android studio中的Gradle文件

Android Studio 會使用高級構建工具包 Gradle 來自動執行和管理構建流程，同時也容許開發者定義靈活的自定義版本配置。每一個版本配置都可定義本身的一組代碼和資源，同時重複利用應用各個版本的共用部分。

Gradle提供了一種編譯、構建和打包 Android 應用或庫的靈活方式。 一個Android Studio和Gradle的項目目錄以下：

咱們先來看看Android Gradle項目中那些涉及到gradle的文件分別是什麼意思。

一個Android項目中全部文件的具體含義可參考Android開發者指南

2.1 Gradle wrapper（gradle包裝）

上圖中涉及到Gradle wrapper的部分以下所示，具體有上圖中的gradle文件夾，gradlew文件和gradlew.bat批處理文件。

|--gradle
|   |--wrapper
|        |--gradle-wrapper.jar
|        |--gradle-wrapper.properties
|--gradlew
|--gradlew.bat
複製代碼

gradle文件夾中包含wrapper，wrapper顧名思義是對Gradle的一層包裝，便於在團隊開發過程當中統一Gradle構建的版本。

上面目錄中gradlew和gradlew.bat分別是Linux和Windows下的可執行腳本，gradle-wrapper.jar是具體業務邏輯實現的jar包，gradlew可執行腳本最終仍是使用這個jar包來執行相關Gradle操做，gradle-wrapper.properties是配置文件，用於配置使用哪一個版本的Gradle，配置文件中的具體內容以下所示：

#Wed Jun 19 10:09:08 GMT+08:00 2019
distributionBase=GRADLE_USER_HOME
distributionPath=wrapper/dists
zipStoreBase=GRADLE_USER_HOME
zipStorePath=wrapper/dists
distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-5.1.1-all.zip
複製代碼

2.2 Settings.gradle （多工程配置）

此文件用於初始化以及工程樹的配置，大多數用於配置子工程，在Gradle中多個工程是經過工程樹來表示的，至關於咱們在Android Studio看到的Project和Module概念同樣，根工程至關於Project，子工程至關於Module，一個Project能夠有不少Module，一個子工程只有在Setting.gradle中配置了纔會生效。 配置舉例：

// 添加:app和:common這兩個module參與構建
include ':app' 
project(':app').projectDir = new File('存放目錄')
include':common'
project(':common').projectDir = new File('存放目錄')
複製代碼

若是不指定上述存放目錄，則默認爲是Settings.gradle其同級目錄。

2.3 build.gradle文件（版本文件）

每一個工程都會有build.gradle文件，該文件是該工程的構建入口，在此文件中能夠對該工程進行配置，如配置版本，插件，依賴庫等。 既然每一個工程都有一個build文件，那麼根工程也不例外，在根工程中能夠對子Module進行統一配置，全局管理版本號或依賴庫。 build文件分爲Project和Module兩種，以下圖所示：

1. Project的build.gradle：整個Project的共有屬性，包括配置版本、插件、依賴庫等信息
2. Module的build.gradle：各個module私有的配置文件

2.3.1 Project中build.gradle文件（頂層版本文件）

buildscript {
    // gradle腳本執行所需依賴倉庫
    repositories {
        google()
        jcenter()
        
    }
    // gradle腳本執行所需依賴
    dependencies {
        classpath 'com.android.tools.build:gradle:3.4.1'
    }
}

allprojects {
    // 項目自己須要的依賴倉庫
    repositories {
        google()
        jcenter()
        
    }
}
複製代碼

那麼buildscript中的repositories和allprojects的repositories的做用和區別是什麼呢？

1. buildscript裏是gradle腳本執行所需依賴，分別是對應的maven庫和插件；
2. allprojects裏是項目自己須要的依賴，好比我如今要依賴maven庫的xx庫，那麼我應該將maven {url '庫連接'}寫在這裏，而不是buildscript中，不然找不到所須要的庫。

參考 做者：CalvinNing -原文連接

2.3.2 Module中build.gradle文件（模塊級版本文件）

此部份內容參考下文中3.3.2節。

2.4 gradle.properties（屬性文件）

此文件主要在其中配置項目全局 Gradle 設置，如 Gradle 守護進程的最大堆大小。如需瞭解詳情，請參閱構建環境

3. Gradle插件

3.1 插件介紹

Gradle的設計很是好，自己提供一些基本的概念和總體核心的框架，其餘用於描述真實使用場景邏輯的都以插件擴展的方式來實現，好比構建Java應用，就經過Java插件來實現，那麼天然構建Android應用，就經過Android Gradle插件來實現。

Gradle 提供了不少官方插件，用於支持Java、Groovy等工程的構建和打包。同時也提供了自定義插件機制，讓每一個人均可以經過插件來實現特定的構建邏輯，並能夠把這些邏輯打包起來，分享給其餘人。

Android Gradle插件是基於內置的Java插件實現的。Gradle插件的做用以下：

1. 能夠添加任務到項目，好比測試、編譯、打包等
2. 能夠添加依賴配置到項目，幫助配置項目構建過程當中須要的依賴，好比第三方庫等
3. 能夠向項目中現有的對象類型添加新的擴展屬性和方法等，幫助配置和優化構建
4. 能夠對項目進行一些約定，好比約定源代碼存放位置等

3.2 插件種類及用法

3.2.1 插件種類

• 二進制插件：實現了org.gradle.api.Plugin接口的插件，擁有plugin id，這個 id 是插件全局惟一的標識或名稱
• 腳本插件：嚴格上只是一個腳本，即自定義的以 .gradle 爲後綴的腳本文件，能夠來自本地或網絡

3.2.2 插件用法

下面分別說下二進制插件和腳本插件的使用方法，

• 二進制插件：

id式：apply plugin:'plugin id'

類型式：apply plugin:org.gradle.api.plugins.JavaPlugin

簡寫式：apply plugin:JavaPlugin

• 腳本插件：apply from:'version.gradle'
• 第三方發佈插件：apply plugin:'com.android.application'

3.3 Android Gradle插件

從Gradle的角度看，Android其實就是Gradle的一個第三方插件，它是由Google的Android團隊開發的，Android 開發 IDE Android Studio 就採用 Gradle 構建項目。

3.3.1 Android Gradle插件分類

1. App應用工程：生成可運行apk應用；插件id: com.android.application
2. Library庫工程：生成AAR包給其餘的App工程公用，其使用方式和jar包同樣，裏面有相關的 Android 資源文件；插件id: com.android.library
3. Test測試工程：對App應用工程或Library庫工程進行單元測試；插件id: com.android.test

3.3.2 Android Gradle插件的應用

主要來看下Android Gradle的build.gradle配置文件：

// 插件id
apply plugin:'com.android.application'
// 自定義配置入口，後續詳解
android{
    compileSdkVersion 23 // 編譯Android工程的SDK版本
    buildToolsVersion "23.0.1" // 構建Android工程所用的構建工具版本
	
    defaultConfig{
        applicationId "com.example.myapplication" // 配置包名
        minSdkVersion 14 // 最低支持的Android系統的Level
        targetSdkVersion 23 // 表示基本哪一個Android版本開發
        versionCode 1 // APP應用內部版本名稱
        versionName "1.0" // APP應用的版本名稱
    }
    buildTypes{
        release{ // 構建類型
            minifyEnabled false // 是否啓用混淆
            proguardFiles getDefaultPraguardFile('proguard-andrcid.txt'), 'proguard-rules.pro' // 配置混淆文件 } } } // 配置第三方依賴 dependencies{
   implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar']) implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.0.2' implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:1.1.3' testImplementation 'junit:junit:4.12' androidTestImplementation 'androidx.test:runner:1.2.0' androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.2.0' } 複製代碼

android{}是Android Gradle插件提供的一個擴展類型，可讓咱們自定義Android Gradle工程。defaultConfig{}是默認的配置，是一個ProductFlavor(構建渠道)，ProductFlavor容許咱們根據不一樣的狀況同時生成不一樣的APK包。buildTypes{}是一個NamedDomainObjectContainer類型，是一個域對象，能夠在buildTypes{}裏新增任意多個咱們須要構建的類型，好比debug類型。

NamedDomainObjectContainer具體能夠參考-NamedDomainObjectContainer詳解

3.3.3 多渠道構建

因爲發佈或者推廣APP的渠道不一樣，就形成了Android APP可能會有不少個，因此須要針對不一樣的渠道作不一樣的處理。 在Android Gradle中，定義了一個叫Build Variant(構建變體/構建產物)的概念，一個構建變體（Build Variant）=構建類型（Build Type）+構建渠道（Product Flavor），下面舉個例子：

• Build Type有release、debug兩種構建類型
• Product Flavor有baidu、google兩種構建渠道
• Build Variant有baiduRelease、baiduDebug、googleRelease、googleDebug四種構件產物

配置好發佈渠道後，Android Gradle插件就會生成不少task，好比assembleBaidu，assembleRelease，assembleBaiduRelease等

Gradle中一個原子性的操做叫作task，簡單理解爲task是Gradle腳本中的最小可執行單元。

• assemble開頭的Task負責生成構件產物(Apk)

1. assembleBaidu：運行後會生成baidu渠道的release和debug包
2. assembleRelease：運行後會生成全部渠道的release包
3. assembleBaiduRelease：運行後只會生成baidu的release包

4. Android Studio Gradle插件構建流程

4.1 Gradle生命週期

1. Initialization（初始化階段）：Gradle支持單項目和多項目構建。在初始化階段，Gradle肯定將要參與構建的項目，併爲每一個項目建立一個Project對象。通俗的說就是執行上述settings.gradle文件。
2. Configuration（配置階段）：在此階段，解析每一個Project中的build.gradle文件，並生成將要執行的task。
3. Execution（執行階段）：執行 task，進行主要的構建工做

4.2 APK構建流程

構建流程涉及許多將項目轉換成 Android 應用軟件包 (APK)的工具和流程，具體以下圖所示：

Android 應用模塊的構建流程一般按照如下步驟執行：

1. 編譯器將您的源代碼轉換成 DEX 文件（Dalvik 可執行文件，其中包括在 Android 設備上運行的字節碼），並將其餘全部內容轉換成編譯後的資源；
2. APK 打包器將 DEX 文件和編譯後的資源合併到一個 APK 中。不過，在將應用安裝並部署到 Android 設備以前，必須先爲 APK 簽名。
3. APK 打包器使用調試或發佈密鑰庫爲 APK 簽名：

• a. 若是構建的是調試版應用（即專用於測試和分析的應用），則打包器會使用調試密鑰庫爲應用簽名。Android Studio 會自動使用調試密鑰庫配置新項目。
• b. 若是構建的是打算對外發布的發佈版應用，則打包器會使用發佈密鑰庫爲應用簽名

4. 在生成最終 APK 以前，打包器會使用 zipalign 工具對應用進行優化，以減小其在設備上運行時所佔用的內存。

構建流程結束時，將得到應用的調試版 APK 或發佈版 APK，以用於部署、測試或發佈給外部用戶。

以上摘自Android開發者指南

行文至此，本文已大概理清Gradle的基本概念，以及其在Android Studio中的工做流程，但Android Studio中Gradle的工做具體細節還未解釋，如點擊Run圖標背後的Gradle的具體工做流程是什麼？這些會在後續博客中繼續分析。