一、 Gradle简介

本章内容如下：

Gradle的定义及特点
Gradle与Ant、Maven的比较
Gradle的优势所在

Gradle是一种基于Groovy语言的自动化构建工具,它结合了Ant的配置方式和Maven的依赖管理功能,使用基于Groovy的特定领域语言(DSL)来声明项目设置,增强了灵活性和可扩展性。

与Ant相比,Gradle提供了更高级的构建语言和依赖管理功能,语法更简洁,构建脚本更短且可维护性更强。与Maven相比,Gradle提供了Groovy DSL,构建更加灵活可自定义,且性能更高。

Gradle的优势包括:

基于Groovy的特定领域语言(DSL),语法简洁且可自定义
支持增量构建,仅重新构建修改的部分,提高构建性能
强大的依赖管理功能,支持多种类型的依赖关系
可扩展的构建,支持打包成插件复用
容易集成到IDE和持续集成环境
多项目构建支持,可轻松构建大型项目
丰富的API和升级维护,社区活跃

总体来说,Gradle提供了一种更高级、灵活的构建自动化方案,使其成为目前最流行的构建工具之一。

二、 Gradle的工作原理

Tasks、Projects等基础概念
Groovy DSL
基于Convention的配置模型
依赖管理

要理解Gradle的工作原理,需要先了解其一些核心概念:

Tasks:Gradle里最小的执行单元,如编译、测试等工作。
Projects:用于组织tasks的容器,一个项目可以包含多个tasks。
Groovy DSL:Gradle使用Groovy语言构建DSL,进行构建配置。
Convention over Configuration:约定优于配置,简化构建声明。
Dependency Management:依赖关系管理,支持多种依赖方式。

Gradle是以Groovy语言为基础构建的DSL。构建脚本build.gradle通过Groovy DSL声明tasks、projects及其依赖关系,然后Gradle通过这些信息确定任务执行顺序,最后以正确顺序执行tasks来完成构建。

另外,Gradle使用"约定优于配置"的理念,提供了默认的项目布局和构建配置,开发者可以遵循这些约定,而不需要写太多构建配置,这大大简化了构建声明。Gradle也有强大的依赖管理功能,可以方便声明多种依赖关系。

Gradle的核心有Build Script, Groovy DSL, Gradle API等组成。Build Script使用Groovy编写,定义task、project等。Gradle API提供可编程接口。

Gradle使用一系列Project和Task来构建。它会利用有向无环图(DAG)来表示task之间的依赖关系。基于DAG可以进行增量构建。

Gradle使用"约定优于配置"原则,提供默认项目布局和合理命名约定,开发者可以遵循这些约定来减少配置。

Gradle的依赖管理除了支持各种外部依赖声明方式,也提供了丰富的依赖缓存功能。依赖缓存在本地文件系统,避免重复远程下载。

Project和Task在Gradle构建体系中的协作方式：

css 复制代码

	raph LR

	subgraph Project
	P[Project]
	end

	subgraph Task
	T1[Task 1]
	T2[Task 2]
	T3[Task 3]  
	end

	P -- 包含 --> T1
	P -- 包含 --> T2
	P -- 包含 --> T3

	P -- 配置 --> T1
	P -- 配置 --> T2
	P -- 配置 --> T3

	T1 -- 依赖 --> T2
	T2 -- 依赖 --> T3

	classDef grey fill:#ddd,stroke:#fff,stroke-width:2px;
	class P grey
	-   Project包含多个Task
	-   Project负责配置每个Task
	-   Task之间基于依赖关系执行
	项目仅包含和配置Task,Task之间形成依赖关系,Task执行实际工作。

在Gradle中,Task通常执行以下一些实际工作:

编译源代码:如Java源代码编译成class文件,C源代码编译成对象文件等。这通常由编译型语言提供的插件添加的任务完成。
打包输出:将编译的结果代码打包成发布件,如JAR、WAR、AAR等文件。打包任务扫描输出文件夹,并将内容打包。
运行测试:执行测试代码和框架(如JUnit)完成测试。测试任务会监测测试类并运行它们。
代码检查:对源代码进行质量、规范等检查,如Checkstyle等。检查任务会根据配置的规则对代码进行静态分析。
部署产出:将构建产出发布到仓库等地方,如部署到Maven仓库等。发布任务使用发布配置将文件复制到远程仓库。
清理输出:清理以前的构建结果,如删除输出目录。清理任务通常在构建前执行。

三、 Gradle的安装配置

不同方式的安装:包管理器、二进制包等
工程结构和Gradle Wrapper
设置环境变量等

要开始使用Gradle,第一步是进行正确的安装和配置。这里介绍几种常用的Gradle安装方式:

包管理器安装: 在Linux下可以使用包管理器如apt、yum等安装Gradle。
二进制包安装: 从Gradle官网下载对应平台的二进制包,解压后配置环境变量即可使用。
SDKMAN安装:SDKMAN是一个管理多种语言SDK的工具,可以通过它安装Gradle。

无论哪种方式,安装完成后需要配置GRADLE_HOME和PATH环境变量,指向Gradle的安装目录。

另外,Gradle还提供了一个重要的工具Gradle Wrapper。在项目中添加Gradle Wrapper后,可以直接使用wrapper执行构建,无需在本地预装Gradle。这使得不同开发者可以使用统一的Gradle版本构建项目。

例如,项目中使用Gradle Wrapper后,团队成员无需在本地安装Gradle就可以直接使用wrapper执行构建。这确保了所有人使用相同的Gradle版本,避免了不同Gradle版本带来的潜在问题。

四、 Gradle构建脚本详解

build.gradle文件结构
插件及其作用
依赖配置方法
项目结构配置
定制Tasks等

Gradle的构建脚本文件为build.gradle,通常置于项目根目录下。该脚本使用Groovy DSL定义构建配置,其基本结构如下:

gradle 复制代码

// 插件
	apply plugin: 'java'

	// 依赖项
	dependencies {
	  compile 'org.hibernate:hibernate:3.0.5' 
	}

	// 定制任务
	task compile {
	   doLast {
		 // 任务实现 
	   }
	}

重要组成部分:

插件:应用扩展Gradle功能的插件,如Java、Android插件。
依赖项:配置依赖关系,可以是文件、本地项目、远程仓库依赖。
任务:定制执行构建任务的逻辑。

可以通过plugins块应用插件,扩展Gradle的功能。比如应用Java插件后,会自动添加Java项目相关任务。

依赖关系通过dependencies块配置。compile Only等方法定义依赖范围。可以声明文件、项目、外部仓库依赖。

使用task定义自定义任务。doFirst和doLast指定执行时机,实现自定义构建逻辑。

比如,可以自定义一个checkCode任务,在其中调用checkstyle等工具来做代码规范检查,并且这个任务依赖于编译任务,在代码编译后进行检查:

gradle 复制代码

	task checkCode(dependsOn: compileJava) {
	  doLast { 
		// 调用checkstyle进行检查
	  }
	}

Gradle提供了很多官方插件和第三方插件可以帮助执行特定的构建任务。这里列举一些常用的插件:

Java插件:添加了编译、测试、打包Java项目等任务。
Groovy插件:支持构建Groovy项目,添加Groovy编译等任务。
Android插件:Android应用构建插件,添加了大部分Android Studio使用的任务。
Kotlin插件:支持构建Kotlin项目,包含Kotlin编译等任务。
Shadow插件:可以创建fat JAR,将依赖打包进可执行JAR。
Application插件:可以快速构建包含运行脚本的可执行程序。
Docker插件:可以管理Docker镜像和容器的构建、推送等。
Sonar插件:与SonarQube代码质量平台集成,进行代码分析。

五、 Gradle的高级用法

多项目构建
增量构建
自定义插件开发
与IDE集成等

掌握Gradle的基础后,可以利用其强大的扩展性实现更多高级用法:

多项目构建:一个settings文件定义多个项目,项目间依赖建模复杂项目。
增量构建:Gradle自动跟踪依赖和输入输出,实现增量构建。
自定义插件:可以开发插件,封装复用构建能力。
持续集成:Gradle易于集成到CI服务器 like Jenkins。
依赖管理:高级依赖配置,管理依赖版本、排除传递依赖等。
性能优化:Gradle提供多种构建优化手段。

这使得Gradle可以应对复杂的大型项目构建,并且易于扩展和集成到企业环境。熟练运用Gradle的高级功能可以大幅提升构建效率。

Gradle支持从Maven仓库获取依赖,也可以deploy到Maven仓库。可以便捷地与Maven依赖管理体系集成。

Gradle提供强大的多项目构建支持。可以在settings.gradle中定义多个子项目。子项目可以依赖其他项目。

Gradle的插件可以打包发布,开发者可以在公有仓库分享和使用Gradle插件。这极大地丰富了Gradle的功能。

Gradle允许自定义Task类型。可以通过编程封装常用构建逻辑在任务中复用。

场景化示例：

1、集成Jenkins自动打包

2、多个项目的依赖关系

项目分为订单系统、用户系统、支付系统等子项目。其中用户系统依赖订单系统,支付系统依赖订单系统和用户系统。可以在settings.gradle中定义项目依赖关系:

scheme 复制代码

include 'order-system'
include 'user-system' 
include 'payment-system'

project(':user-system').dependsOn 'order-system'
project(':payment-system').dependsOn 'order-system', 'user-system'

3、开发自定义插件

可以使用Gradle提供的API开发自定义插件。例如开发一个greeting插件:

gradle 复制代码

class GreetingPlugin implements Plugin<Project> {
  void apply(Project project) {
		project.task('hello') {
		  doLast {
			println "Hello from the GreetingPlugin"  
		  }
		}
  } 
}

开发完插件后,需要发布到仓库以供使用。可以发布到本地仓库,也可以发布到公共仓库。

例如,发布到本地仓库:

gradle 复制代码

    // 用插件类和属性生成描述文件
    jar {
      from GreetingPlugin
    
      manifest { 
        attributes(
          'Implementation-Title': 'GreetingPlugin',
          'Implementation-Version': '1.0'  
        )
      }
    }
    
    // 发布到本地仓库
    publishToMavenLocal.dependsOn classes

在项目中使用插件，在需要使用的项目build.gradle中,通过plugins块应用自定义插件:

gradle 复制代码

plugins {
  id "com.example.greeting" version "1.0"
}

现在可以使用插件添加的greeting任务了。通过发布和应用自定义插件,Gradle项目可以复用构建逻辑,而无需重复实现。这大大提高了构建的可维护性和可扩展性。

六、 Gradle的最佳实践

目录结构组织
依赖管理策略
多环境构建配置
调优构建性能等

最后,介绍几个使用Gradle的最佳实践:

合理项目结构:采用约定的项目布局,减少配置,避免一个庞大的项目。拆分后可以并行构建,提速。
统一依赖管理:中心化管理依赖版本号,避免冲突。
多环境构建:参数化不同的环境配置。
单元测试支持:运行测试并集成到CI。
预编译优化:使用预编译头文件加速构建。
增量构建:合理任务输入输出避免重复工作。
使用Gradle Wrapper固定Gradle版本,这样团队成员可以使用统一版本
多使用Gradle提供的缓存功能,减少重复工具。比如使用依赖缓存
合理设计Task,使其有明确定义的输入输出。这利于Gradle进行增量构建。

遵循这些最佳实践,可以发挥Gradle的最大效用,增强构建质量和效率。

解决依赖冲突的场景:

例如,项目A依赖了version 1.0和2.0两个不同版本的library B,其中1.0版本在项目中需要,但2.0版本作为transitive dependency引入了兼容性问题。

可以在项目A的build.gradle中使用依赖配置排除2.0版本:

gradle 复制代码

dependencies {
  implementation 'lib-B:1.0'
  implementation('lib-C') {
	exclude group: 'lib-B', module:'lib-b' 
  }
}

七、总结

Gradle值得继续深入学习

1. Gradle API的使用

Gradle提供了丰富的API,我们可以通过编程方式与Gradle交互,来定制复杂的构建逻辑。学习使用Gradle API可以让我们更好地理解和扩展Gradle。

2. Gradle插件开发

学习开发自定义Gradle插件可以让我们封装常用构建逻辑,发布插件供广大Gradle用户使用。掌握插件开发可以提高对Gradle扩展机制的理解。

3. 性能调优

对于大型复杂项目构建,合理利用增量构建、缓存、并行执行等特性可以优化构建性能。这需要对Gradle执行原理有深入理解。

4. 持续交付集成

将Gradle与CI/CD系统集成,实现持续交付,是企业应用中重要的一环。这需要对不同系统的集成机制有深入了解。

5. Gradle版本更新

跟进Gradle的版本更新,特别是主版本更新,了解变化的地方。这可以帮助我们灵活利用新特性,且避免问题。

6. 构建最佳实践

学习积累不同类型项目的Gradle最佳实践也是持续学习的一部分。这可以提高我们的构建能力。

Gradle作为新一代自动化构建工具,以其灵活性、可扩展性和强大功能获得了广泛采用。其Groovy DSL、依赖管理、增量构建等特性可以大幅提升开发流程效率。同时其插件机制也使得Gradle可以高度定制以适应各类项目需求。掌握Gradle可以让开发者更轻松地管理复杂项目构建。

本文对Gradle的关键概念、用法进行了全面介绍,旨在帮助读者快速上手该优秀工具。Gradle与持续集成和最新DevOps理念的结合,也让其在现代软件工程方法中不断发挥更大作用。

深入学习Gradle构建工具

一、 Gradle简介

二、 Gradle的工作原理

三、 Gradle的安装配置

四、 Gradle构建脚本详解

五、 Gradle的高级用法

六、 Gradle的最佳实践

七、总结

1. Gradle API的使用

2. Gradle插件开发

3. 性能调优

4. 持续交付集成

5. Gradle版本更新

6. 构建最佳实践