使用Gradle但不使用Java插件构建Java项目

本文目标是探索在没有使用任何额外插件的情况下，如何使用 Gradle 构建一个 Java 项目，以此对比使用 Java 插件时得到的好处。

初始化项目

使用 Gradle Init 插件提供的 init task 来创建一个 Gradle 项目：

gradle init --type basic --dsl groovy --project-name gradle-demo

运行完成后，我们将得到这些文件：

❯ tree
.
├── build.gradle
├── gradle
│   └── wrapper
│       ├── gradle-wrapper.jar
│       └── gradle-wrapper.properties
├── gradlew
├── gradlew.bat
└── settings.gradle

接下来，我们将关注点放到 build.gradle 上面，这是接下来编写构建脚本的地方。

Hello World

首先，我们编写一个 Java 的 HelloWorld，做为业务代码的代表：

public class HelloWorld {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello Wrold");
  }
}

然后，将这个内容保存到 src/HelloWorld.java 文件中，不按照 maven 的约定来组织项目结构。

编译 Java

接着，我们需要给我们的构建脚本添加任务来编译刚才写的 Java 文件。这里就需要使用到 Task 。关于 Task ， Gradle 上有比较详细的文档描述如何使用它： https://docs.gradle.org/curre... & https://docs.gradle.org/curre... 。

现在，我们可以创建一个 JavaCompile 类型的 Task 对象，命名为 compileJava ：

task compileJava(type: JavaCompile) {
  source fileTree("$projectDir/src")
  include "**/*.java"
  destinationDir = file("${buildDir}/classes")
  sourceCompatibility = '1.8'
  targetCompatibility = '1.8'
  classpath = files("${buildDir}/classes")
}

在上面的代码中，我们：

1. 通过 source & include 方法指定了要被编译的文件所在的目录和文件的扩展名
2. 通过 destinationDir 指定了编译后的 class 文件的存放目录
3. 通过 sourceCompatibility & targetCompatibility 指定了源码的 Java 版本和 class 文件的版本
4. 通过 classpath 指定了编译时使用的 classpath

那么，接下来我们就可以执行 compileJava 这个任务了：

❯ gradle compileJava
❯ tree build
build
├── classes
│   └── HelloWorld.class
└── tmp
    └── compileJava
❯ cd build/classes
❯ java HelloWorld
Hello World

我们可以看到，HelloWorld 已经编译成功，并且可以被正确执行。

添加第三方依赖

在实际的项目中，难免会使用到其他人开发的库。要使用别人开发的库，就需要添加依赖。在Gradle 中添加依赖，需要做这样四个事情：

1. 申明 repository
2. 定义 configuration
3. 申明 dependency
4. 将 dependency 添加到 classpath

申明 repository

在 Gradle 中可以定义项目在哪些 repository 中寻找依赖，通过 dependencies 语法块申明：

repositories {
  mavenCentral()
  maven {
    url 'https://maven.springframework.org/release'
  }
}

因为 mavenCentral 和 jcenter 是比较常见的两个仓库，所以 Gradle 提供了函数可以直接使用。而其他的仓库则需要自己指定仓库的地址。

申明了 repository 之后， Gradle 才会知道在哪里寻找申明的依赖。

定义 configuration

如果你使用过 maven 的话，也许 repository 和 dependency 都能理解，但对 configuration却可能感到陌生。

Configuration 是一组为了完成一个具体目标的依赖的集合。那些需要使用依赖的地方，比如Task ，应该使用 configuration ，而不是直接使用依赖。这个概念仅在依赖管理范围内适用。

Configuration 还可以扩展其他 configuration ，被扩展的 configuration 中的依赖，都将被传递到扩展的 configuration 中。

我们可以来创建给 HelloWorld 程序使用的 configuration ：

configurations {
  forHelloWorld
}

定义 configuration 仅仅需要定义名字，不需要进行其他配置。如果需要扩展，可以使用 extendsFrom 方法：

configurations {
  testHelloWorld.extendsFrom forHelloWorld
}

申明 dependency

申明 dependency 需要使用到上一步的 configuration ，将依赖关联到一个 configuration中：

dependencies {
  forHelloWorld 'com.google.guava:guava:28.2-jre'
}

通过这样的申明，在 forHelloWorld 这个 configuration 中就存在了 guava 这个依赖。

将 dependency 添加到 classpath

接下来，我们就需要将 guava 这个依赖添加到 compileJava 这个 task 的 classpath 中，这样我们在代码中使用的 guava 提供的代码就能在编译期被 JVM 识别到。

但就像在中描述的那样，我们需要消费 configuration 以达到使用依赖的目的，而不能直接使用依赖。所以我们需要将 compileJava.classpath 修改成下面这样：

classpath = files("${buildDir}/classes", configurations.forHelloWorld)

修改 HelloWorld

完成上面四步之后，我们就可以在我们的代码中使用 guava 的代码了：

import com.google.common.collect.ImmutableMap;
public class HelloWrold {
  public static void main(String[] args) {
    ImmutableMap.of("Hello", "World")
        .forEach((key, value) -> System.out.println(key + " " + value));
  }
}

打包

前面已经了解过如何进行编译，接着我们来看看如何打包。

Java 打包好之后，往往有两种类型的 Jar ：

1. 一种是普通的 Jar ，里面不包含自己的依赖，而是在 Jar 文件外的一个 metadata 文件申明依赖，比如 maven 中的 pom.xml
2. 另一种被称作 fatJar (or uberJar ) ，里面已经包含了所有的运行时需要的 class 文件和 resource 文件。

创建普通的 Jar 文件

在这个练习中，我们就只关注 Jar 本身，不关心 metadata 文件。

在这里，我们自然是要创建一个 task ，类型就使用 Jar ：

tasks.create('jar', Jar)

jar {
  archiveBaseName = 'base-name'
  archiveAppendix = 'appendix'
  archiveVersion = '0.0.1'
  from compileJava.outputs
  include "**/*.class"
  manifest {
    attributes("something": "value")
  }
  setDestinationDir file("$buildDir/lib")
}

在这个例子中，我们：

1. 指定了 archiveBaseName , archiveAppendix , archiveVersion 属性，他们和 archiveClassfier , archiveExtension 将决定最后打包好的 jar 文件名
2. 使用 from 方法，指定要从 compileJava 的输出中拷贝文件，这样就隐式的添加了 jar 对 compileJava 的依赖
3. 使用 include 要求仅复制 class 文件
4. 可以使用 manifest 给 META-INF/MANIFEST.MF 文件添加信息
5. setDestinationDir 方法已经被标记为 deprecated 但没有替代的方法

接着，我们就可以使用 jar 进行打包：

❯ gradle jar
❯ tree build
build
├── classes
│   └── HelloWorld.class
├── lib
│   └── base-name-appendix-0.0.1.jar
└── tmp
    ├── compileJava
    └── jar
        └── MANIFEST.MF
        ❯ zipinfo build/lib/base-name-appendix-0.0.1.jar
❯ zipinfo build/lib/base-name-appendix-0.0.1.jar
Archive:  build/lib/base-name-appendix-0.0.1.jar
Zip file size: 1165 bytes, number of entries: 3
drwxr-xr-x  2.0 unx        0 b- defN 20-Feb-22 23:14 META-INF/
-rw-r--r--  2.0 unx       43 b- defN 20-Feb-22 23:14 META-INF/MANIFEST.MF
-rw-r--r--  2.0 unx     1635 b- defN 20-Feb-22 23:14 HelloWorld.class
3 files, 1678 bytes uncompressed, 825 bytes compressed:  50.8%

创建 fatJar

接着，同样使用 Jar 这个类型，我们创建一个 fatJar 任务：

task('fatJar', type: Jar) {
  archiveBaseName = 'base-name'
  archiveAppendix = 'appendix'
  archiveVersion = '0.0.1'
  archiveClassifier = 'boot'
  from compileJava
  from configurations.forHelloWorld.collect {
    it.isDirectory() ? it : zipTree(it)
  }
  manifest {
    attributes "Main-Class": "HelloWorld"
  }
  setDestinationDir file("$buildDir/lib")
}

相比于 jar ，我们的配置变更在于：

1. 添加 archiveClassfier 以区别 fatJar 和 jar 产生的不同 jar 文件
2. 使用 from 将 forHelloWorld configuration 的依赖全部解压后拷贝到 jar 文件
3. 指定 Main-Class 属性，以便直接运行 jar 文件

然后我们再执行 fatJar :

❯ gradle fatJar
❯ tree build
build
├── classes
│   └── HelloWorld.class
├── lib
│   ├── base-name-appendix-0.0.1-boot.jar
│   └── base-name-appendix-0.0.1.jar
└── tmp
    ├── compileJava
    ├── fatJar
    │   └── MANIFEST.MF
    └── jar
        └── MANIFEST.MF
❯ java -jar build/lib/base-name-appendix-0.0.1-boot.jar
Hello World

总结

通过练习在不使用 Java Plugin 的情况下，使用 Gradle 来构建项目，实现了编译源码、依赖管理和打包的功能，并得到了如下完整的 gradle.build 文件：

repositories {
  mavenCentral()
}

configurations {
  forHelloWorld
}

dependencies {
  forHelloWorld group: 'com.google.guava', name: 'guava', version: '28.2-jre'
}

task compileJava(type: JavaCompile) {
  source fileTree("$projectDir/src")
  include "**/*.java"
  destinationDir = file("${buildDir}/classes")
  sourceCompatibility = '1.8'
  targetCompatibility = '1.8'
  classpath = files("${buildDir}/classes", configurations.forHelloWorld)
}

compileJava.doLast {
  println 'compile success!'
}

tasks.create('jar', Jar)

jar {
  archiveBaseName = 'base-name'
  archiveAppendix = 'appendix'
  archiveVersion = '0.0.1'
  from compileJava.outputs
  include "**/*.class"
  manifest {
    attributes("something": "value")
  }
  setDestinationDir file("$buildDir/lib")
}

task('fatJar', type: Jar) {
  archiveBaseName = 'base-name'
  archiveAppendix = 'appendix'
  archiveVersion = '0.0.1'
  archiveClassifier = 'boot'
  from compileJava
  from configurations.forHelloWorld.collect {
    it.isDirectory() ? it : zipTree(it)
  }
  manifest {
    attributes "Main-Class": "HelloWorld"
  }
  setDestinationDir file("$buildDir/lib")
}

写了这么多构建脚本，仅仅完成了 Java Plugin 提供的一小点功能，伤害太明显。