Android Gradle原理解释

系列文章：

1. Android Gradle原理解释
2. Android Studio点击Run背后发生了什么？

1. 前言

咱们都知道利用Android Studio编写APP时，会使用Gradle这个工具，那么Gradle究竟是什么呢？它在APP编写中起到什么做用呢？

Gradle是一个项目自动化建构工具。构建就是根据输入信息执行一系列操做，最后获得几个产出物（APK包）。

传统的构建工具备Ant和Maven，但他们有一些缺点，例如Maven使用XML来制定构建规则。XML虽然通俗易懂，可是很难在xml中描述if{某条件成立，编译某文件}/else{编译其余文件}这样有不一样条件的任务。针对这类问题天然须要编程来解决，因此，Gradle选择了Groovy语言。

Gradle的另外一个特色是它是一种DSL(Domain-Specific-Language)，即特定领域语言，就是针对某一领域而产生的语言。DSL的好处是一句话能够包含不少意思，由于只针对特定领域解决问题。

Gradle当前其支持的语言限于Java、Groovy和Scala，计划将来将支持更多的语言。Gradle能够帮你管理项目中的差别，依赖，编译，打包，部署...，你能够定义知足本身须要的构建逻辑，写入到build.gradle中供往后复用，通俗的说：gradle是打包用的。

1.1 Groovy基础

Groovy是个灵活的动态脚本语言，基于JVM虚拟机，语法和Java很类似，又兼容Java，且在此基础上增长了不少动态类型和灵活的特性，如支持闭包和DSL。Groovy的开发环境配置能够参考Groovy 环境配置，具体语言特性教程能够参考-Groovy教程。

Groovy基于Java，又扩展了Java，运行过程当中首先会先将其编译成Java类字节码，而后经过JVM来执行这个Java类。

1.2 Gradle介绍

Gradle是一个工具，也是一个编程框架。要弄清楚Gradle，则必须知道其组成的基本组件，Gradle中每一个待被编译的工程叫Project，每一个Project在构建时都包含一系列Task，如Android Studio构建过程当中包括Java代码编译Task，资源编译Task，Lint规则检查Task，签名Task等等。

参考深刻理解Android之Gradle

配置Gradle环境前，确保已经安装配置好Java环境，下载Gradle后解压并配置环境变量，具体能够参考-配置Gradle

下面是一个Gradle语言版的Hello word例子：

// Gradle版Hello word
// 新建build.gradle文件：
task hello{	// 定义一个任务Task名为hello
    doLast{ // 添加一个动做Action，表示在Task执行完毕后回调doLast闭包中的代码
        println'Hello World'//输出字符串，单双号都可
    }
}
// 命令行：
gradle hello // 执行build.gradle中名为Hello的任务
// 输出：
Hello World
复制代码

总而言之，学习Gradle咱们须要掌握Groovy语言，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 会使用高级构建工具包 Gradle 来自动执行和管理构建流程，同时也容许开发者定义灵活的自定义版本配置。每一个版本配置都可定义本身的一组代码和资源，同时重复利用应用各个版本的共用部分。

Gradle提供了一种编译、构建和打包 Android 应用或库的灵活方式。 一个Android Studio和Gradle的项目目录以下：

咱们先来看看Android Gradle项目中那些涉及到gradle的文件分别是什么意思。

一个Android项目中全部文件的具体含义可参考Android开发者指南

2.1 Gradle wrapper（gradle包装）

上图中涉及到Gradle wrapper的部分以下所示，具体有上图中的gradle文件夹，gradlew文件和gradlew.bat批处理文件。

|--gradle
|   |--wrapper
|        |--gradle-wrapper.jar
|        |--gradle-wrapper.properties
|--gradlew
|--gradlew.bat
复制代码

gradle文件夹中包含wrapper，wrapper顾名思义是对Gradle的一层包装，便于在团队开发过程当中统一Gradle构建的版本。

上面目录中gradlew和gradlew.bat分别是Linux和Windows下的可执行脚本，gradle-wrapper.jar是具体业务逻辑实现的jar包，gradlew可执行脚本最终仍是使用这个jar包来执行相关Gradle操做，gradle-wrapper.properties是配置文件，用于配置使用哪一个版本的Gradle，配置文件中的具体内容以下所示：

#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
复制代码

2.2 Settings.gradle （多工程配置）

此文件用于初始化以及工程树的配置，大多数用于配置子工程，在Gradle中多个工程是经过工程树来表示的，至关于咱们在Android Studio看到的Project和Module概念同样，根工程至关于Project，子工程至关于Module，一个Project能够有不少Module，一个子工程只有在Setting.gradle中配置了才会生效。 配置举例：

// 添加:app和:common这两个module参与构建
include ':app' 
project(':app').projectDir = new File('存放目录')
include':common'
project(':common').projectDir = new File('存放目录')
复制代码

若是不指定上述存放目录，则默认为是Settings.gradle其同级目录。

2.3 build.gradle文件（版本文件）

每一个工程都会有build.gradle文件，该文件是该工程的构建入口，在此文件中能够对该工程进行配置，如配置版本，插件，依赖库等。 既然每一个工程都有一个build文件，那么根工程也不例外，在根工程中能够对子Module进行统一配置，全局管理版本号或依赖库。 build文件分为Project和Module两种，以下图所示：

1. Project的build.gradle：整个Project的共有属性，包括配置版本、插件、依赖库等信息
2. Module的build.gradle：各个module私有的配置文件

2.3.1 Project中build.gradle文件（顶层版本文件）

buildscript {
    // gradle脚本执行所需依赖仓库
    repositories {
        google()
        jcenter()
        
    }
    // gradle脚本执行所需依赖
    dependencies {
        classpath 'com.android.tools.build:gradle:3.4.1'
    }
}

allprojects {
    // 项目自己须要的依赖仓库
    repositories {
        google()
        jcenter()
        
    }
}
复制代码

那么buildscript中的repositories和allprojects的repositories的做用和区别是什么呢？

1. buildscript里是gradle脚本执行所需依赖，分别是对应的maven库和插件；
2. allprojects里是项目自己须要的依赖，好比我如今要依赖maven库的xx库，那么我应该将maven {url '库连接'}写在这里，而不是buildscript中，不然找不到所须要的库。

参考 做者：CalvinNing -原文连接

2.3.2 Module中build.gradle文件（模块级版本文件）

此部份内容参考下文中3.3.2节。

2.4 gradle.properties（属性文件）

此文件主要在其中配置项目全局 Gradle 设置，如 Gradle 守护进程的最大堆大小。如需了解详情，请参阅构建环境

3. Gradle插件

3.1 插件介绍

Gradle的设计很是好，自己提供一些基本的概念和总体核心的框架，其余用于描述真实使用场景逻辑的都以插件扩展的方式来实现，好比构建Java应用，就经过Java插件来实现，那么天然构建Android应用，就经过Android Gradle插件来实现。

Gradle 提供了不少官方插件，用于支持Java、Groovy等工程的构建和打包。同时也提供了自定义插件机制，让每一个人均可以经过插件来实现特定的构建逻辑，并能够把这些逻辑打包起来，分享给其余人。

Android Gradle插件是基于内置的Java插件实现的。Gradle插件的做用以下：

1. 能够添加任务到项目，好比测试、编译、打包等
2. 能够添加依赖配置到项目，帮助配置项目构建过程当中须要的依赖，好比第三方库等
3. 能够向项目中现有的对象类型添加新的扩展属性和方法等，帮助配置和优化构建
4. 能够对项目进行一些约定，好比约定源代码存放位置等

3.2 插件种类及用法

3.2.1 插件种类

• 二进制插件：实现了org.gradle.api.Plugin接口的插件，拥有plugin id，这个 id 是插件全局惟一的标识或名称
• 脚本插件：严格上只是一个脚本，即自定义的以 .gradle 为后缀的脚本文件，能够来自本地或网络

3.2.2 插件用法

下面分别说下二进制插件和脚本插件的使用方法，

• 二进制插件：

id式：apply plugin:'plugin id'

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

简写式：apply plugin:JavaPlugin

• 脚本插件：apply from:'version.gradle'
• 第三方发布插件：apply plugin:'com.android.application'

3.3 Android Gradle插件

从Gradle的角度看，Android其实就是Gradle的一个第三方插件，它是由Google的Android团队开发的，Android 开发 IDE Android Studio 就采用 Gradle 构建项目。

3.3.1 Android Gradle插件分类

1. App应用工程：生成可运行apk应用；插件id: com.android.application
2. Library库工程：生成AAR包给其余的App工程公用，其使用方式和jar包同样，里面有相关的 Android 资源文件；插件id: com.android.library
3. Test测试工程：对App应用工程或Library库工程进行单元测试；插件id: com.android.test

3.3.2 Android Gradle插件的应用

主要来看下Android Gradle的build.gradle配置文件：

// 插件id
apply plugin:'com.android.application'
// 自定义配置入口，后续详解
android{
    compileSdkVersion 23 // 编译Android工程的SDK版本
    buildToolsVersion "23.0.1" // 构建Android工程所用的构建工具版本
	
    defaultConfig{
        applicationId "com.example.myapplication" // 配置包名
        minSdkVersion 14 // 最低支持的Android系统的Level
        targetSdkVersion 23 // 表示基本哪一个Android版本开发
        versionCode 1 // APP应用内部版本名称
        versionName "1.0" // APP应用的版本名称
    }
    buildTypes{
        release{ // 构建类型
            minifyEnabled false // 是否启用混淆
            proguardFiles getDefaultPraguardFile('proguard-andrcid.txt'), 'proguard-rules.pro' // 配置混淆文件 } } } // 配置第三方依赖 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' } 复制代码

android{}是Android Gradle插件提供的一个扩展类型，可让咱们自定义Android Gradle工程。defaultConfig{}是默认的配置，是一个ProductFlavor(构建渠道)，ProductFlavor容许咱们根据不一样的状况同时生成不一样的APK包。buildTypes{}是一个NamedDomainObjectContainer类型，是一个域对象，能够在buildTypes{}里新增任意多个咱们须要构建的类型，好比debug类型。

NamedDomainObjectContainer具体能够参考-NamedDomainObjectContainer详解

3.3.3 多渠道构建

因为发布或者推广APP的渠道不一样，就形成了Android APP可能会有不少个，因此须要针对不一样的渠道作不一样的处理。 在Android Gradle中，定义了一个叫Build Variant(构建变体/构建产物)的概念，一个构建变体（Build Variant）=构建类型（Build Type）+构建渠道（Product Flavor），下面举个例子：

• Build Type有release、debug两种构建类型
• Product Flavor有baidu、google两种构建渠道
• Build Variant有baiduRelease、baiduDebug、googleRelease、googleDebug四种构件产物

配置好发布渠道后，Android Gradle插件就会生成不少task，好比assembleBaidu，assembleRelease，assembleBaiduRelease等

Gradle中一个原子性的操做叫作task，简单理解为task是Gradle脚本中的最小可执行单元。

• assemble开头的Task负责生成构件产物(Apk)

1. assembleBaidu：运行后会生成baidu渠道的release和debug包
2. assembleRelease：运行后会生成全部渠道的release包
3. assembleBaiduRelease：运行后只会生成baidu的release包

4. Android Studio Gradle插件构建流程

4.1 Gradle生命周期

1. Initialization（初始化阶段）：Gradle支持单项目和多项目构建。在初始化阶段，Gradle肯定将要参与构建的项目，并为每一个项目建立一个Project对象。通俗的说就是执行上述settings.gradle文件。
2. Configuration（配置阶段）：在此阶段，解析每一个Project中的build.gradle文件，并生成将要执行的task。
3. Execution（执行阶段）：执行 task，进行主要的构建工做

4.2 APK构建流程

构建流程涉及许多将项目转换成 Android 应用软件包 (APK)的工具和流程，具体以下图所示：

Android 应用模块的构建流程一般按照如下步骤执行：

1. 编译器将您的源代码转换成 DEX 文件（Dalvik 可执行文件，其中包括在 Android 设备上运行的字节码），并将其余全部内容转换成编译后的资源；
2. APK 打包器将 DEX 文件和编译后的资源合并到一个 APK 中。不过，在将应用安装并部署到 Android 设备以前，必须先为 APK 签名。
3. APK 打包器使用调试或发布密钥库为 APK 签名：

• a. 若是构建的是调试版应用（即专用于测试和分析的应用），则打包器会使用调试密钥库为应用签名。Android Studio 会自动使用调试密钥库配置新项目。
• b. 若是构建的是打算对外发布的发布版应用，则打包器会使用发布密钥库为应用签名

4. 在生成最终 APK 以前，打包器会使用 zipalign 工具对应用进行优化，以减小其在设备上运行时所占用的内存。

构建流程结束时，将得到应用的调试版 APK 或发布版 APK，以用于部署、测试或发布给外部用户。

以上摘自Android开发者指南

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的工做具体细节还未解释，如点击Run图标背后的Gradle的具体工做流程是什么？这些会在后续博客中继续分析。