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Posted 2022-02-17 轻口味丿

编译器及编译工具之编译工具

上篇介绍了编译器，如果直接使用编译器管理我们的大中型项目，会相当痛苦而且根本无法维护。为了提效，于是产生了各种编译工具。所以今天介绍移动端开发对应的的编译工具。

Apache Ant

还记得那个用eclipse开发android的年代吗？eclipse就是基于Ant工具来构建Android项目的。

Apache Ant 是由 Java 语言开发的工具，由 Apache 软件基金会所提供。Ant 是一个将软件编译、测试、部署等步骤联系在一起加以自动化的一个工具，大多用于Java环境中的软件开发。Apache Ant 的配置文件写成 XML 容易维护和书写，而且结构很清晰。

Ant 环境安装与配置

1. 下载ant，http://mirror.esocc.com/apache//ant/binaries/apache-ant-1.9.1-bin.zip；

2. 解压缩，配置ANT_HOME环境变量；

3. 验证是否安装成功：

ant -version

Ant 构建文件

一般来说，Ant 的构建文件默认为 build.xml，放在项目顶层目录中。然而，并没有限制构建文件必须命名为 bulid.xml，也并不限制放在项目顶层目录中。你可以将构建文件命名为其他名字，也可以将它放在项目的其他地方。

Ant构建脚本主要要理解projct、target、task三个概念：

project

<project name="demo" default="hello">

属性：

• name : 项目名称
• default:指定运行的target名称，没有指定时使用缺省的target；
• basedir：基准路径，其他的相对路径都是基于这个基准路径的；
• description:项目描述信息。

target

<target name="hello" depends="build,combinejavascript" description="compile all source files into a single stand-alone script." />

属性：

• name：target名称，这个属性是必须的；
• depends：依赖目标，非必须
• if：当属性设置时才执行该target，非必须；
• unless：当属性没有设置时才执行该target，非必须；
• description：target的描述信息，非必须；

一个target可以依赖于其他target。例如hello依赖于 build target 和 combineJaveScript target，ant 会按照 depends 中 target 出现的顺序依次执行，并且每个 target 只会被执行一次，即使有多个target依赖于他。

task

Task分为内置task和自定义task，每个task都是一段可执行的代码。

1. 内置task

<copy file="$xxx/xxx.java" tofile="$zzz/xxx.js" />

2. 自定义task

调用任务：

<glslToJavascript minify="$build.minification" minifystatefile="$buildDirectory/minifyShaders.state">      
  <glslfiles dir="$shadersDirectory" includes="**/*.glsl" />      
  <existingjsfiles dir="$shadersDirectory" includes="**/*.js" excludes="*.profile.js" />   
</glslToJavascript>

定义任务：

<scriptdef name="glslToJavascript" language="javascript" src="$tasksDirectory/glslToJavaScript.js" manager="bsf" classpathref="javascriptClassPath" loaderref="javascript.loader">
    <attribute name="minify" />               
    <attribute name="minifystatefile" />               
    <element name="glslfiles" type="fileset" />               
    <element name="existingjsfiles" type="fileset" />   
</scriptdef>

构建文件配置示例：

<target name="build" description="Compile main source tree java files">   
    <mkdir dir="$build.dir"/>   
    <javac destdir="$build.dir" source="1.5" target="1.5" debug="true"      
      deprecation="false" optimize="false" failonerror="true">      
      <src path="$src.dir"/>      
      <classpath refid="master-classpath"/>   
    </javac>
</target>

编译项目

编写好build.xml文件后，在该文件所在路径下执行ant即可完成编译。

Eclipse集成Ant

Eclipse中已经集成了Ant，我们可以直接在Eclipse中运行Ant。我们可以通过创建项目自动生成build.xml,直接编译。

具体可参考官网:https://ant.apache.org/ 以及中文教程：https://www.w3cschool.cn/ant/4xdp1hw8.html

maven

Apache Maven 是一个潜在的基于java的apache ant的构建工具的替代者。目前大部分的java项目都基于maven来管理。二者之间的关系和特点如下：

1. ant脚本是可以直接运行在maven中的。maven和ant最大的差别就是在于maven的编译以及所有的脚本都有一个基础，就是POM（project object model）。这个模型定义了项目的方方面面，然后各式各样的脚本在这个模型上工作，而ant完全是自己定义。

2. Maven对所依赖的包有明确的定义，如使用那个包，版本是多少，一目了然。而ant则通常是简单的inclde所有的jar。导致的最终结果就是，你根本无法确定JBoss中的lib下的common－logging是哪个版本的，唯一的方法就是打开 META－INF目录下MANIFEST.MF。估计JBoss迟早会转向Maven的。

3. Maven是基于中央仓库的编译，即把编译所需要的资源放在一个中央仓库里，如jar，tld，pom，等。当编译的时候，maven会自动在仓库中找到相应的包，如果本地仓库没有，则从设定好的远程仓库中下载到本地。这一切都是自动的，而ant需要自己定义了。这个好处导致的结果就是，用maven编译的项目在发布的时候只需要发布源码，小得很，而反之，ant的发布则要把所有的包一起发布，显然maven又胜了一筹。

4. maven有大量的重用脚本可以利用，如生成网站，生成javadoc，sourcecode reference，等。而ant都需要自己去写。试试 maven site的效果。

5. maven目前不足的地方就是没有象ant那样成熟的GUI界面，不过mavengui正在努力中。目前使用maven最好的方法还是命令行，又快又方便。

配置maven环境

1. 下载解压（以Mac环境为例）：

$ curl -O http://mirrors.hust.edu.cn/apache/maven/maven-3/3.3.9/binaries/apache-maven-3.3.9-bin.tar.gz
$ tar -xvf  apache-maven-3.3.9-bin.tar.gz
$ sudo mv -f apache-maven-3.3.9 /usr/local/

2. 配置环境变量：

vim ~/.bash_profile
export MAVEN_HOME=/usr/local/apache-maven-3.3.9
export PATH=$PATH:$MAVEN_HOME/bin

3. 加载配置文件：

source ~/.bash_profile

4. 验证是否生效：

$ mvn -v
Apache Maven 3.3.9 (bb52d8502b132ec0a5a3f4c09453c07478323dc5; 2015-11-11T00:41:47+08:00)
Maven home: /usr/local/apache-maven-3.3.9...

Maven POM配置

POM( Project Object Model，项目对象模型 ) 是 Maven 工程的基本工作单元，是一个XML文件，包含了项目的基本信息，用于描述项目如何构建，声明项目依赖，等等。

执行任务或目标时，Maven 会在当前目录中查找 POM。它读取 POM，获取所需的配置信息，然后执行目标。

POM 中可以指定以下配置：

• 项目依赖
• 插件
• 执行目标
• 项目构建 profile
• 项目版本
• 项目开发者列表
• 相关邮件列表信息

Maven 构建Java项目

执行

mvn clean package

即可自动构建。执行完后，我们已经构建了自己的项目并创建了最终的 jar 文件，关于命令的解释：

• 我们给了 maven 两个目标，首先清理目标目录（clean），然后打包项目构建的输出为 jar（package）文件。
• 打包好的 jar 文件可以在 target 中获得，名称为 xxx-1.0-SNAPSHOT.jar。

gradle

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，也增加了基于Kotlin语言的kotlin-based DSL，抛弃了基于XML的各种繁琐配置。

面向Java应用为主。当前其支持的语言C++、Java、Groovy、Kotlin、Scala和Swift，计划未来将支持更多的语言。

Maven有一些天然的缺陷：

1. Maven的配置文件是XML格式的，假如你的项目依赖的包比较多，那么XML文件就会变得非常非常长；

2. XML文件不太灵活，假如你需要在构建过程中添加一些自定义逻辑，搞起来非常麻烦；

3. Maven非常的稳定，但是相对的就是对新版java支持不足，哪怕就是为了编译java11，也需要更新内置的Maven插件。

Gradle里有两个基本概念：项目(projects)和任务(tasks)。项目由多个任务组成，一个项目可以理解为提供给不同设备的构建版本，如桌面版、网页版、安卓版、ios版等等，也可以理解为一种行为，例如部署应用到生产环境。任务相当于Ant的target，可以理解成一个构建中原子性的工作，例如编译、打包、执行等。需要注意的是，Ant中他自己的命令例如javac、copy等也叫做task，但Ant的task远没有Gradle的task那么自由。

Gradle的构建分两个阶段，第一阶段是设置阶段(configuration phase)，分析构建脚本，处理依赖关系和执行顺序等，脚本本身也需要依赖来完成自身的分析。第二阶段是执行阶段(execution phase)，此阶段真正构建项目并执行项目下的各个任务。

Ant与Maven对于Gradle，前者编写容易，但功能有限，需要人工操作的过程也多；后者依托于庞大的依赖仓库，因此有着强大的外部依赖管理，但添加本地依赖并不方便，且项目不能灵活修改。而Gradle能很好地结合Ant与Maven各自的优点，可以随意的编写任务并组合成项目，直接利用Maven仓库，并且能很好的支持传递依赖和内部依赖

总结类比一下：Ant是自己织布制衣服，Maven是去商店买衣服，Gradle是3D打印衣服。

gradle环境安装

1. 官网下载：https://gradle.org/releases/

2. 解压安装

3. 配置环境变量：GRADLE_HOME

4. 使用gradle进行命令编译打包等

参考

• 官网地址：https://gradle.org/

make

上面介绍的以编译Java项目为主，下面主要编译C/C++项目。

make构建规则都写在Makefile文件里面，要学会如何Make命令，就必须学会如何编写Makefile文件。

make语法相当复杂，我们这里展示一个最简单的示例：

SUFFIXES:.c.o
CC=gcc
SRCS=main.c
OBJS=$(SRCS:.c=.o)
EXEC=mytime
start:$(OBJS)   
        $(CC) -o $(EXEC) $(OBJS)   
        @echo ----------OK--------
.c.o:   
        $(CC) -o $@ -c $<
clean:   
        rm -f $(OBJS)

cmake

CMake是一种跨平台编译工具。CMake主要是编写CMakeLists.txt文件

通过cmake命令将CMakeLists.txt文件转化为make所需要的Makefile文件，最后用make命令编译源码生成可执行程序或者库文件。

ninjia

Ninja 是Google的一名程序员推出的注重速度的构建工具，一般在Unix/Linux上的程序通过make/makefile来构建编译，而Ninja通过将编译任务并行组织，大大提高了构建速度。我一般是通过cmake来生成ninja的配置，进而进行编译。

像我们Andorid的源代码AOSP以及Webrtc的编译都用到了ninjia。

Makefile是设计来给人手写的，而Ninja设计出来是给其它程序生成的。 如果说Makefile是C语言，那么Ninja就是汇编语言。 如果说Makefile是一个DSL，那么Ninja就是一种配置文件。 Makefile支持分支、循环等流程控制，而Ninja只支持一些固定形式的配置。

二者的相同点是，都是为了控制编译流程而设计。 所以，他们的核心功能，都是指定目标，以及目标之间的依赖关系，自动计算执行顺序。

与Makefile相比，由于Ninja仅仅专注于核心的功能，所以有轻巧、速度快的优点。

Makefile默认文件名为Makefile或makefile，也常用.make或.mk作为文件后缀。 Ninja的默认文件名是build.ninja，其它文件也以.ninja为后缀。 执行Makefile的程序，默认是GNU make，也有一些其它的实现。 Ninja的执行程序，就是ninja命令。

在Android项目中，make需要编译主机上安装，作为环境的一部分。 而ninja命令则是Android平台代码自带。

find prebuilts/ -name ninja
prebuilts/build-tools/linux-x86/asan/bin/ninja
prebuilts/build-tools/linux-x86/bin/ninja
prebuilts/build-tools/darwin-x86/bin/ninja

参考

• 工具地址：https://github.com/ninja-build/ninja
• ​​《Android中的Ninja简介》​​
• ​​《Android中的Kati》​​
• ​​《使用ninja命令提高单模块编译效率》​​
• ​​《在Android平台开发环境安装ninja》​​
• ​​《Android编译系统中的Android.bp、Blueprint与Soong》​​
• ​​《Android.mk的深入介绍》​​

bazel

bazel前面文章做过较详细介绍，它是一个开源的构建和测试工具，类似于Make、Maven和Gradle。它使用人类可读的高级构建语言。Bazel支持多种语言的项目，并为多种平台构建输出。Bazel支持跨多个存储库和大量用户的大型代码库。

qmake

qmake是类似于cmake的工具，它是qt带的编译工具。Qt [1] 是一个1991年由Qt Company开发的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。Qt是面向对象的框架，使用特殊的代码生成扩展（称为元对象编译器(Meta Object Compiler, moc)）以及一些宏，Qt很容易扩展，并且允许真正地组件编程。

编写好cpp文件后，分别执行命令: qmake -project、qmake、make，然后执行就可以了，其实也只最终将配置文件转换成makefile进行编译。

参考

• 官网：https://doc.qt.io/qt-5/qmake-manual.html

xmake

xmake 是一个基于 Lua 的轻量级跨平台构建工具，使用 xmake.lua 维护项目构建，相比 makefile/CMakeLists.txt，配置语法更加简洁直观，对新手非常友好，短时间内就能快速入门，能够让用户把更多的精力集中在实际的项目开发上。

虽然，简单易用是 xmake 的一大特色，但 xmake 的功能也是非常强大的，既能够像 Make/Ninja 那样可以直接编译项目，也可以像 CMake/Meson 那样生成工程文件，还有内置的包管理系统来帮助用户解决 C/C++依赖库的集成使用问题。

目前，xmake主要用于C/C++项目的构建，但是同时也支持其他native语言的构建，可以实现跟C/C++进行混合编译，同时编译速度也是非常的快，可以跟Ninja持平。

参考

• 官网地址：https://github.com/xmake-io/xmake

GNU AUTOCONF&AUTOMAKE

在大型C/C++项目（比如ffmpeg、openssl等）中，都会给我们提供一个Configure文件，一般都是我们执行这个文件后，再执行make，这个文件怎么生成的呢？就是通过autoconf。

总结

本文主要对移动端开发中常用到的编译工具做了简要介绍，主要包括Java和C/C++，了解编译工具有助于我们自己开发效率自动化构建的效率工具，也可以帮助我们快速上手流行的大型开源项目，对这些项目进行编译、裁剪、修改等操作。后续会针对具体项目对文章中介绍的工具做详细介绍和分析。