如何通俗易懂地理解gradle

1.什么是Gradle

从gradle.com的userguide可以看到这样一段话：

Gradle is an open-source build automation tool focused on flexibility and performance. Gradle build scripts are written using a Groovy or Kotlin DSL. Read about Gradle features to learn what is possible with Gradle.

翻译过来就是Gradle是一个专注于灵活性和性能的开源构建自动化工具。Gradle构建脚本是用Groovy或Kotlin语言写的。Gradle是出现个人觉得还是非常革命性的，以它出现以前出存在构建工具很久了，常用的是ant，maven，做过服务端的或是早期android开发的一定对这两个不陌生，最早的时候是用ant的，它用xml文件来配置构建过程，比如：

<project name="application" default="all">
    //......
    <target name="package" depends="compile" 
        description="package the java classes into a .jar">
        <jar jarfile="${app_jar}" 
            manifest="./META-INF/MANIFEST.MF"
            basedir="${build}"/>
    </target>
    //......
</project>

ant使用一些xml标记来指一定一些构建命令或者依赖及参数，上面这个是指定了一个package任务它依赖于compile任务，它执行时用jar命令对编译生成物进行打包。而maven也是基于xml来描述依赖等，但它ant更进一步的是它使用了公共仓库依赖管理，比如一些公共库它放到maven center上进行共享，引用时只要在xml配置一下不用将它放在本地，方便了库的更新管理等。这两个工具有个共同的缺陷就是它们都是使用xml进行描述，因为xml并不是编程语言，在一些需要逻辑的构建任务中使用会非常吃力，为了能达到有if、while这样的表达能力，它们必须用xml一些特殊的标记来表示，而且使用xml会让配置文件可读性很差，没法很好地维护，为了解决这些问题（当然也为了解决其他问题），于是gradle出现了，gradle使用编程语言groovy来描述构建过程，这一举措极大地提高了编写和维护构建脚本，而且groovy语言本身非常简单易用，另外还支持了DSL，这让gradle一下得到了极大的发展，特别是在Android Studio集成了之后，因为从此做Android开发构建配置非常的简单高效。

2.Gradle原理

其实不论是什么构建工具，都有构建脚本，ant和maven用xml，gradle用groovy，运行的过程也都会有解析脚本，生成对应的执行任务然后执行。gradle有个project的概念，这个跟ant的project有点像，一次构建过程至少会包含一个project，而gradle是用task作为最小的执行单位来实现的，一个project里会有多个task，task之间形成了依赖关系，gradle在运行一次构建过程时会有三个步骤：
1.初始化：初始化阶段会建立运行构建环境和决定哪个project会参与构建，并且会为每个project创建实例
2.配置阶段：配置阶段会根据gradle脚本定义的task创建他们的依赖关系，形成一个task依赖图
3.执行阶段：执行阶段会根据task的依赖关系按顺序执行
以上是gradle的大概原理，那实际上是怎样的呢，比如脚本要怎么写，task怎么定义？要理解这些，可以先来看一个Android的构建实例，用Android Studio创建一个空的工程，可以看到几个关键的文件：

// setting.gradle
include ':app'

setting.gradle描述了构建过程包含什么project，上面的例子中是包含app这个project，在android studio中其实就是名为app的module。其中":"号是指当前目录，指定后gradle会去这个目录找对应的build.gradle文件。

// build.gradle
// Top-level build file where you can add configuration options common to all sub-projects/modules.
// 编译脚本的配置
buildscript {
    // 依赖地址
    repositories {
        google()
        jcenter()
    }
    // 依赖库
    dependencies {
        classpath 'com.android.tools.build:gradle:3.1.2'
        

        // NOTE: Do not place your application dependencies here; they belong
        // in the individual module build.gradle files
    }
}

// 这个跟上面的不一样，是指project里的引用库，不是对脚本本身生效，是全局的
allprojects {
    repositories {
        google()
        jcenter()
    }
}

task clean(type: Delete) {
    delete rootProject.buildDir
}

上面的脚本指定了编译过程用到的依赖库，这个需要说明一下，因为gradle非常灵活*，所以可以被用来实现很多自定义的构建，一些公共的构建逻辑放在了jcenter或maven库中，引用了才能使用相关的api，比如classpath 'com.android.tools.build:gradle:3.1.2’这一行就是指定要引用android的gradle编译的脚本库， 和全局的project的依赖

// app/buid.gradle
apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 27
    defaultConfig {
        applicationId "cmdmac.org.myapplication"
        minSdkVersion 22
        targetSdkVersion 27
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
    packagingOptions {
        exclude 'META-INF/DEPENDENCIES'
        exclude 'META-INF/LICENSE'
        exclude 'META-INF/LICENSE.txt'
        exclude 'META-INF/license.txt'
        exclude 'META-INF/NOTICE'
        exclude 'META-INF/NOTICE.txt'
        exclude 'META-INF/notice.txt'
        exclude 'META-INF/ASL2.0'
    }
}

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    implementation 'com.android.support:appcompat-v7:27.1.1'
    implementation 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.1.0'
    testImplementation 'junit:junit:4.12'
    androidTestImplementation 'com.android.support.test:runner:1.0.2'
    androidTestImplementation 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:3.0.2'

    // AS默认配置，如果如果没有记得加上
    androidTestCompile('com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.2', {exclude group: 'com.android.support', module: 'support-annotations'})
    androidTestCompile 'com.android.support.test.uiautomator:uiautomator-v18:2.1.2'
    implementation 'org.jooq:joor:0.9.6'
}

上面这个脚本是在module里面的，它定义了这个module应该怎么编译，大概意思是这个project即这个gradle文件使用com.android.application插件，这里要理解一下什么是gradle插件，gradle插件可以理解为也是编译的类库，比如里面的android包起来的东西，如果没有引用这个库是编译这个脚本时会报错，gradle已经有很多常用的插件库，比如java，groovy，android等，你也可以自己实现一个插件库来定制自己的构建逻辑。
在刚接触gradle脚本时，肯定会有点一头雾水，比如android里面用大括号包起来里面又有key-value的写法，这些其实都是groovy语言的特性，可以简单这么理解这个文件，这个文件被编译和配置后，会创建一个project的隐藏实例（有前端经验的可以理解它是document内置对象），里面这些写法都用调用这个实例的方法，比如:

android {
    compileSdkVersion 27
    defaultConfig {
        // ......
        applicationId "cmdmac.org.myapplication"
    }
}

可以理解为project.android.setCompileSdkVersion(27)和project.android.defaultConfig.setApplicationId(“cmdmac.org.myapplication”)，这些都是groovy语言的DSL的写法，key-value的形式就是用DSL来表达set，这样理解之后你就会知道其实gradle脚本就是用DSL的写法调用了对应的API，而API的实现是放在gradle插件中的即脚本中看到的apply plugin: ‘com.android.application’，这类似java的import，插件的引用地址能过前面的buildscript里的repositories和dependencies指定了路径。jcenter是一个远程的仓库，可以访问http://jcenter.bintray.com/看到发布的插件库。

3.理解task和Groovy

在第一节中提到了gradle是用task作为最小执行单位的，有人可能会有点疑问，为什么只看到一个task:

task clean(type: Delete) {
    delete rootProject.buildDir
}

其实task都封装在gradle插件中了，在脚本中看不到而矣，想看到有什么task可以在命令行执行./gradlew tasks --all看到或者在Android Studio中的gradle面板中看到。上面能看到的task没有其他相关代码，说明它是一个单独的task，只有在指定执行这个task时才会被执行到。关于更多具体的task知识可以google一下，下面简单的介绍一下Groovy语言，因为gradle脚本是用groovy语言写的的，那么就必须得再理解一下groovy，groovy是一门基于JVM的语言，怎么理解呢，因为JVM规范是公开的，因此只要实现了JVM规范就可以把语言跑在JVM上，大家知道Java语言代码是跑在JVM上的，groovy就相当于java语言，但groovy语言更强大和*，也可以支持在groovy语言是直接使用java语言，关于更多groovy语言的可以google一下。