Gradle是一个强大的自动化构建工具，它通过灵活的构建脚本和丰富的插件生态系统，为Java和其他语言的项目提供了现代化的构建解决方案。无论您是构建简单的应用还是复杂的多模块项目，Gradle都能以其高效的性能和卓越的可扩展性满足您的需求。本文将引导您深入了解Gradle的核心概念、最佳实践和高级技巧，帮助您充分利用这一强大的工具。
1、Gradle 介绍
Gradle是一个开源的构建自动化工具，它足够灵活，可以构建几乎任何类型的软件。以下是Gradle的一些核心特点和功能：
- 灵活性：Gradle使用Groovy或Kotlin编写构建脚本，提供了高度的灵活性和可定制性。
- 依赖管理：Gradle提供了强大的依赖管理功能，支持从多种来源（如Maven中央仓库、本地JAR文件和远程仓库）获取依赖，并能自动解析和下载依赖。
- 多项目构建：Gradle支持多项目构建，能够轻松处理由多个子项目组成的复杂项目结构。
- 增量构建：Gradle具备优秀的增量构建能力，只重新构建发生更改的部分，从而显著减少构建时间。
- 可扩展性：通过编写自定义插件和任务，可以将Gradle扩展到满足特定项目的需求，并且有丰富的第三方插件库可供选择。
- 与现有工具的兼容性：尽管Gradle有自己的构建脚本格式，但它仍然与Maven和Ant等传统的构建工具兼容。
- 性能：Gradle通过增量构建和构建缓存等特性，优化了构建性能。
- IDE支持：主流的IDE都支持导入Gradle构建并且通过图形化界面的方式与Gradle进行交互。
- 声明式构建：Gradle汲取了Maven的长处，以Java项目为例，只要将合适的文件放在合适的地方，应用合适的插件就可以简单地执行构建。
- 跨平台：作为一个基于JVM的工具，Gradle可以轻易地实现跨平台构建。
Gradle的设计哲学是提供一种灵活且强大的构建系统，它结合了Ant的灵活性和Maven的依赖管理能力，同时提供了更简洁和强大的构建脚本编写方式。这些特性使得Gradle成为现代软件开发中一个非常受欢迎的构建工具。
2、Gradle 设计思路
Gradle的设计起源于对更高效、灵活的构建工具的需求。以下是Gradle设计的几个关键点：
- 对Ant和Maven的继承与发展：
Gradle是基于Apache Ant和Apache Maven的概念开发的项目自动化构建工具。它继承了Maven的依赖管理和项目结构约定，同时吸收了Ant的灵活性。
- 对XML配置的改进：
在早期的构建工具如Ant和Maven中，项目配置通常使用XML文件，这使得配置变得繁琐且难以维护。Gradle采用基于Groovy的特定领域语言（DSL）来声明项目设置，抛弃了基于XML的配置，使得构建脚本更加简洁、易读。
- 灵活性和可扩展性的需求：
随着项目复杂度的增加，开发者需要一个更加灵活和可扩展的构建工具。Gradle的设计初衷是提供一个灵活、可扩展的构建工具，能够适应各种复杂的项目需求。
- 性能优化：
Gradle引入了增量构建和构建缓存等特性，优化了构建性能，使得构建过程更加快速。
- 多语言项目的支持：
Gradle不仅支持Java项目，还广泛支持其他语言的项目，如Groovy、Kotlin、Scala等，这使得它在多语言项目中非常受欢迎。
- 社区的推动：
Gradle是一个开源项目，遵循Apache License 2.0协议。它的优良特性吸引了很多开发者并形成了活跃的Gradle社区，许多开源软件开发者为Gradle的核心代码做出了贡献。
- 与现有工具的兼容性：
尽管Gradle有自己的构建脚本格式，但它仍然与Maven和Ant等传统的构建工具兼容，可以解析Maven的pom.xml文件，并使用Maven仓库中的依赖项。
3、Gradle 工程结构
一个典型的Gradle工程结构如下：
my-gradle-project/
├──.gradle
│└──<gradle执行信息>
├──.idea
│└──<项目的配置信息，包括版本控制信息>
├──build
│├──classes
│├──resources
│└──<项目输出路径，包括编译后的.class文件和资源文件>
├──src
│├──main
││├──java
││├──resources
││└──<程序源码和资源文件>
│└──test
│├──java
│└──resources
│└──<测试源码和资源文件>
├──build.gradle
│└──<当前module的Gradle配置文件>
└──settings.gradle
└──<针对module的全局配置，包含所有module的配置>主要目录和文件的作用：
- .gradle：存放Gradle的执行信息。
- .idea：存放项目的配置信息，包括版本控制信息等，这个文件夹是自动生成的。
- build：项目输出路径，包括编译后的 .class文件（ classes文件夹下），资源文件（ resources文件夹下）。
- src：项目源码，包含程序源码和测试源码。
- build.gradle：当前module的Gradle配置文件，定义项目的构建配置和依赖管理。
- settings.gradle：针对module的全局配置，它的作用域所包含的所有module是通过 settings.gradle来配置。
4、Gradle 对比maven 的优势
- 构建速度：
Gradle在纯净构建时比Maven快2-10倍，在增量构建时快约7-85倍。当Gradle任务输出被缓存时，速度提升可达13倍。
在所有场景下，Gradle至少比Maven快2倍。子项目越多，Gradle的速度优势越明显。
- 灵活性和配置：
Gradle使用基于Groovy或Kotlin的DSL编写的 build.gradle文件，相较于Maven的XML配置文件，Gradle的配置更加简洁、直观。
Gradle的灵活性允许高度定制化的构建脚本，适合构建复杂度较高的项目。
- 依赖管理：
Gradle的依赖管理在处理复杂的依赖场景时更加灵活，能更好地处理传递依赖的版本冲突问题。
- 插件生态：
Gradle的插件生态在逐渐完善，提供了许多针对不同场景的插件，尤其是在移动开发领域。
- 构建缓存：
Gradle支持构建缓存，这在分支之间切换时非常有用，因为先前构建的输出被保留并且不必重新创建，显著提升了性能。
- 增量构建：
Gradle实现了增量构建机制，仅重新构建被更改的部分，而Maven则需要重新编译整个项目。
- 守护进程机制：
Gradle通过守护进程机制避免了每次构建都初始化需要的组件和服务，同时缓存项目结构、文件、任务和其他信息，从而提升运行速度。
- 易于扩展：
Gradle可以方便地编写自定义任务和插件，提供了丰富的API和插件机制。
- 集成与兼容性：
Gradle与许多现代IDE（如IntelliJ IDEA、Android Studio等）紧密集成，提供了良好的开发体验，并且支持与其他构建工具（如Ant、Maven等）的集成。
这些优势使得Gradle在处理大型项目、需要高度定制化构建逻辑、以及追求构建速度和效率的场景中，成为比Maven更受欢迎的选择。
5、Gradle的内部结构
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Gradle架构组件解释：
- 核心自动化平台：
core-runtime模块：提供运行时环境，包括Gradle客户端、守护进程和工作进程。
core-configuration模块：允许构建结构和工作（如任务）的指定，包括项目模型和DSL。
core-execution模块：高效执行工作，包括调度、执行、缓存等。
- 软件开发平台：
建立在核心自动化平台之上，为软件开发自动化提供支持，包括编译、测试、文档化软件以及通过发布和依赖管理共享软件。
- JVM平台：
建立在核心和软件平台之上，为JVM上运行的软件开发提供支持，包括Java、Kotlin或其他JVM语言实现的软件。
- 扩展性平台：
建立在核心、软件和JVM平台之上，为扩展Gradle提供支持，包括实现和应用插件。
- 本地平台：
建立在核心和软件平台之上，为原生软件开发提供支持。
- 企业模块：
提供企业级的功能和模块。
6、Gradle框架设计
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Gradle架构组件解释：
- 构建系统：Gradle的整体构建系统。
- 核心自动化：Gradle的核心功能，包括构建配置、依赖管理、插件应用和任务执行。
- 构建配置：负责项目的构建配置。
- 依赖管理：处理项目的依赖关系。
- 插件应用：允许通过插件扩展Gradle的功能。
- 任务执行：执行定义好的构建任务。
- 多项目管理：支持多模块和多项目的构建。
- 子项目构建：能够独立构建每个子项目。
- 构建缓存：通过构建缓存提高构建速度。
- 并行执行：支持任务的并行执行，进一步提升构建速度。
- 与Maven兼容：能够导入Maven项目，保持与Maven的兼容性。
7、Gradle执行流程图
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Gradle执行流程解释：
- 初始化阶段（Initialization） ：
在这个阶段，Gradle执行 settings.gradle文件，确定参与构建的项目集，并为每个项目创建一个 Project实例。
- 配置阶段（Configuration） ：
这个阶段，Gradle加载并评估所有项目的 build.gradle文件，配置 Project对象，并生成任务图。
- 执行阶段（Execution） ：
在执行阶段，Gradle根据任务依赖关系执行选定的任务。
详细流程：
- A[开始构建] ：触发Gradle构建的开始。
- B[初始化阶段] ：包括执行 settings.gradle脚本和创建项目层次结构。
B1(settings.gradle) ： settings.gradle文件执行，确定构建的项目。
B2[项目层次结构] ：为每个项目创建 Project实例。
- C[配置阶段] ：包括加载 build.gradle文件和任务图的生成。
C1(build.gradle) ： build.gradle文件执行，配置项目。
C2[依赖关系解析] ：解析任务依赖关系。
- D[执行阶段] ：根据依赖关系执行任务。
D1[任务执行] ：按依赖顺序执行任务。
D2[任务完成] ：所有任务执行完毕。
- E[构建完成] ：构建过程结束。
这个流程图简洁地展示了Gradle构建的三个阶段及其关键活动，帮助理解Gradle如何管理和执行构建任务。
8、settingns.gradle 相关组件和模块
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settings.gradle 配置相关组件和模块解释：
- settings.gradle：Gradle多项目构建的配置文件。
子项目 Include：使用 include方法包含子项目，定义项目结构。
根项目属性 Root Project：设置根项目的属性，如 rootProject.name。
子项目属性 Subprojects：对所有子项目应用通用配置，如版本控制和插件应用。
远程仓库 Repositories：配置项目依赖和插件的远程仓库，如 mavenCentral()。
版本管理 Version Management：管理项目依赖的版本，使用版本目录。
Gradle属性 Gradle Properties：设置Gradle属性，如 org.gradle.parallel。
构建源代码 buildSrc：配置 buildSrc目录，用于存放共享的构建逻辑和插件。
组合构建 Composite Builds：如果使用组合构建，在此配置，允许将多个独立构建组合成一个逻辑构建。
对 settings.gradle配置中涉及的相关组件和模块的详细说明，以及它们在Gradle构建中的作用：
8.1. 子项目 Include
说明：在 settings.gradle文件中， include语句用于包含子项目，这些子项目成为根项目的一部分，构成多项目构建的骨架。 作用：允许您在一个统一的构建中管理多个项目，使得项目结构更加清晰，便于维护。
include'api','web','shared'8.2. 根项目属性 Root Project
说明：在 settings.gradle中，您可以为根项目设置名称和其他属性，这些属性在整个构建中是唯一的。 作用：定义根项目的基本信息，如项目名称，这对于构建的组织结构至关重要。
rootProject.name='my-root-project'8.3. 子项目属性 Subprojects
说明： subprojects块允许您对所有子项目应用通用配置，如插件应用、版本控制和源兼容性设置。 作用：提供了一种方便的方式来为所有子项目配置通用的构建逻辑，确保构建的一致性。
subprojects{
apply plugin:'java'
version='1.0-SNAPSHOT'
sourceCompatibility=1.8
}8.4. 远程仓库 Repositories
说明：在 settings.gradle中配置远程仓库，这些仓库用于依赖管理和插件下载。 作用：确保所有项目都能从指定的仓库中检索依赖和插件，这对于构建的可重复性和一致性至关重要。
repositories{
mavenCentral()
jcenter()
maven{url'https://repo.example.com/maven-releases'}
}8.5. 版本管理 Version Management
说明：使用版本目录（Version Catalogs）来管理项目依赖的版本，这有助于保持依赖版本的一致性。 作用：简化版本号的管理，使得更新和维护依赖版本变得更加容易。
dependencyResolutionManagement{
versionCatalogs{
libraries{
version('paging','3.1.1')
version('glide','4.14.2')
}
}
}8.6. Gradle属性 Gradle Properties
说明：在 settings.gradle中设置Gradle属性，这些属性可以影响Gradle的构建行为。 作用：提供了一种方式来控制Gradle的特定行为，如并行执行任务。
gradle.properties['org.gradle.parallel']='true'8.7. 构建源代码 buildSrc
说明： buildSrc目录用于存放共享的构建逻辑，如自定义Gradle插件和任务。 作用：允许在多个项目之间共享构建逻辑，减少代码重复，提高构建的可维护性。
// buildSrc目录下的构建逻辑8.8. 组合构建 Composite Builds
说明：组合构建允许将多个独立的构建组合成一个逻辑构建，这在需要重用构建逻辑或共享配置时非常有用。 作用：提供了一种灵活的方式来组织和管理大型项目，使得项目结构更加清晰，便于维护。
includeBuild'path/to/other/build'8.9、详细的 settings.gradle配置示例
// settings.gradle
// 定义根项目的名称
rootProject.name='my-multi-project'
// 包含子项目，这些子项目将作为根项目的子模块
include(
'projectA',// 第一个子项目
'projectB',// 第二个子项目
'commonLib'// 一个共享库项目
)
// 定义项目间依赖时使用的版本
dependencyResolutionManagement{
versionCatalogs{
libraries{
lib'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web','2.5.2'
lib'com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind','2.12.3'
}
}
}
// 配置远程仓库，所有子项目将从这些仓库中检索依赖和插件
repositories{
// 配置 Maven Central 仓库
mavenCentral()
// 配置 JCenter 仓库
jcenter()
// 配置一个自定义的远程 Maven 仓库
maven{url'https://repo.example.com/maven-releases'}
}
// 配置插件仓库，用于检索 Gradle 插件
pluginManagement{
repositories{
gradlePluginPortal()// 配置 Gradle 插件门户
mavenCentral()
}
}
// 配置构建源代码目录 buildSrc，用于存放共享的构建逻辑和插件
buildSrc{
// 定义 buildSrc 目录中的依赖
dependencies{
classpath'org.gradle:gradle-tooling-api:5.6.4'
classpath'com.google.gradle:osdetector-gradle-plugin:1.6.2'
}
}
// 如果使用组合构建，包含其他独立的构建
compositeBuild{
// 包含一个本地的组合构建
includeBuild'../other-build'
// 包含一个远程的组合构建
includeBuild'https://github.com/username/other-build.git'
}
// 在 settings.gradle 中也可以配置一些 Gradle 属性
gradle{
// 设置 Gradle 是否并行执行任务
parallel=true
// 设置 Gradle 用户的主目录
gradleUserHome=file('/path/to/gradle/user/home')
}
// 日志配置，用于控制构建过程中的日志输出
logging{
console=ConsoleLogger.Level.INFO// 设置控制台日志级别为 INFO
debug=false// 设置是否输出调试日志
}9、build.gradle相关组件或模块关系画
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build.gradle 文件是 Gradle 构建系统的核心，它用于定义项目的构建逻辑和配置。每个 Gradle 项目都有一个或多个 build.gradle 文件，它们描述了如何构建项目。以下是 build.gradle 文件的一些主要作用和功能：
- 插件应用：
build.gradle 文件中可以使用 apply plugin 语句来应用插件，这些插件可以提供额外的构建功能和任务。
- 依赖配置：
在 build.gradle 文件中，你可以定义项目所需的依赖项，这些依赖可以是库、框架或其他模块。
- 任务定义：
可以定义自定义的构建任务（tasks），这些任务可以执行编译、测试、打包、部署等操作。
- 构建逻辑：
描述项目的构建逻辑，包括任务之间的依赖关系和执行顺序。
- 源代码和资源配置：
- 配置源代码目录和资源文件，指定哪些文件应该被包含在构建中。
- 构建版本管理：
定义项目的版本号，以及如何根据版本号生成输出的构建文件。
- 编译选项：
设置编译选项，如源代码兼容性、优化级别、编码等。
- 测试配置：
配置测试框架和测试选项，如测试任务、测试报告的生成等。
- 打包和发布：
定义打包（如 JAR、WAR）和发布配置，包括归档内容和发布到仓库的设置。
- 多项目构建：
在多项目构建中， build.gradle 文件可以定义项目层次结构和子项目之间的依赖关系。
- 自定义构建行为：
通过 Groovy 或 Kotlin 脚本，可以编写自定义的构建逻辑和插件。
- 环境配置：
根据不同的环境（开发、测试、生产）配置不同的构建选项。
- 报告和文档生成：
配置生成代码覆盖率报告、JavaDoc、用户文档等。
- 质量控制：
集成代码质量检查工具，如 Checkstyle、PMD、FindBugs 等。
build.gradle 文件是 Gradle 构建的脚本文件，它使用 Groovy 语言（或 Kotlin DSL）编写，提供了极大的灵活性和强大的功能，使得构建过程可以根据项目的特定需求进行定制。
9.1 插件应用
Gradle插件设计架构
Gradle插件的设计架构可以分为以下几个关键层次：
- 底层Gradle框架：
提供基础服务，如任务依赖、有向无环图的构建等。
- Google编译工具团队的Android Gradle plugin框架：
在Gradle框架的基础上，创建与Android项目打包相关的任务和artifacts。
- 开发者自定义Plugin：
在Android Gradle plugin提供的任务基础上插入自定义任务或增加Transform进行编译时代码注入。
Gradle插件的构建过程
Gradle插件的构建过程主要包括以下几个步骤：
- 插件源代码编译：
将插件的源代码编译成字节码。
- 插件JAR包打包：
将插件的字节码和资源文件打包成一个JAR包。
- 插件元数据生成：
生成插件的元数据，包括插件的名称、版本、作者等信息。
- 插件发布：
将插件发布到插件仓库中，供其他用户下载和使用。
Gradle插件的执行过程
当Gradle执行项目时，它会加载项目中所依赖的所有插件，并按照插件的依赖关系顺序加载。插件加载完成后，Gradle执行插件的 apply方法，该方法是插件的入口方法，负责将插件功能应用到项目中。在 apply方法中，插件可以添加任务、扩展项目配置、注册构建监听器等。
Gradle插件架构图
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Gradle插件设计架构图说明：
- Gradle框架：
作用：提供构建系统的基础架构和API，包括任务调度和依赖管理。
- 任务依赖管理：
作用：管理任务之间的依赖关系，确保任务按照正确的顺序执行。
- 构建执行：
作用：执行构建任务，如编译、测试和打包。
- Android Gradle Plugin：
作用：在Gradle框架的基础上，为Android项目提供特定的构建任务和artifacts。
- 自定义Plugin：
作用：开发者根据项目需求自定义的插件，可以扩展Android Gradle plugin的功能或插入自定义任务。
9.2 插件应用案例
Gradle 插件是一组预定义的任务和配置，可以扩展构建的功能。通过应用插件，可以无需编写复杂的任务代码就能实现标准的功能。
plugins{
id'java'
id'com.android.application'version'7.0.0'
}
