1 概述

    在 Android 7.0 之前，Android 编译系统使用 GNU Make 描述和shell来构建编译规则，模块定义都使用Android.mk进行定义，Android.mk的本质就是Makefile，但是随着Android的工程越来越大，模块越来越多，Makefile组织的项目编译时间越来越长。这样下去Google工程师觉得不行，得要优化。

    因此，在Android7.0开始，Google采用ninja来代取代之前使用的make，由于之前的Android.mk数据实在巨大，因此Google加入了一个kati工具，用于将Android.mk转换成ninja的构建规则文件buildxxx.ninja,再使用ninja来进行构建工作。

    ninja的网址：https://ninja-build.org

   编译速度快了一些，但是既然要干， 那就干个大的，最终目标要把make都取代，于是从Android8.0开始，Google为了进一步淘汰Makefile，因此引入了Android.bp文件来替换之前的Android.mk。

     Android.bp只是一个纯粹的配置文件，不包括分支、循环语句等控制流程，本质上就是一个json配置文件。Android.bp  通过Blueprint+soong转换成ninja的构建规则文件build.ninja，再使用ninja来进行构建工作。

   Android10.0上，mk和bp编译的列表可以从 \out\.module_paths中的Android.bp.list、Android.mk.list中看到，Android10.0还有400多个mk文件没有被替换完，Google任重道远。

    Android编译演进过程：

     1)Android7.0之前 使用GNU Make

     2)Android7.0 引入ninja、kati、Android.bp和soong构建系统

     3)Android8.0 默认打开Android.bp

     4)Android9.0 强制使用Android.bp

   Google在 Android 7.0之后，引入了Soong构建系统，旨在取代make，它利用 Kati GNU Make 克隆工具和 Ninja 构建系统组件来加速 Android 的构建。

    Make 构建系统得到了广泛的支持和使用，但在 Android 层面变得缓慢、容易出错、无法扩展且难以测试。Soong 构建系统正好提供了 Android build 所需的灵活性。

Ninja是一个注重速度的小型构建系统。它与其他构建系统在两个主要方面不同：它被设计为使其输入文件由更高级别的构建系统生成，并且被设计为尽可能快地运行构建。

    Android系统的编译历程：

2 Make与ninja的对比

    在传统的C/C++项目中，通常采用make系统使用Makefile来进行整个项目的编译构建，Makefile指定的编译依赖规则会使编译流程简单，但是make的依赖大而且复杂，在大型项目编译时，使用的模块越来越多，Makefile组织的项目编译时间越来越长，这个对于编译效率来说是一个极大的浪费。

Ninja是由Google员工Evan Martin 开发的小型构建系统。Ninja注重速度，它在两个主要方面与其他构建系统有所不同：Ninja被设计为使其输入文件由更高级别的构建系统生成，并且其被设计为尽可能快地运行构建。

    本质上，Ninja旨在替换Make，这在执行增量（或无操作）构建时很慢。这可能会大大降低开发人员在大型项目上的工作速度，例如Google Chrome将40,000个输入文件编译为单个可执行文件。实际上，谷歌浏览器是忍者的主要用户和动机。它也用于构建Android ，并且被大多数从事LLVM的开发人员所使用。

    与Make相比，Ninja缺少诸如字符串操作之类的功能，因为Ninja生成文件不是要手工编写的。相反，应使用“生成生成器”生成Ninja生成文件。Gyp，CMake，Meson和gn 是流行的构建管理软件工具，它们支持为Ninja创建构建文件。

Ninja开发时，认为make由以下几点导致编译慢：

• 隐式规则，make包含很多默认

• 变量计算，比如编译参与应该如何计算出来

• 依赖对象计算

ninja相对于make增加了下面这些功能：

• 如果构建命令发生变化，那么这个构建也会重新执行。

• 所依赖的目录在构建之前都已经创建了，如果不是这样的话，我们执行命令之前都要去生成目录。

• 每条构建规则，除了执行命令之外，还允许有一个描述，真正执行打印这个描述而不是实际执行命令。

• 每条规则的输出都是buffered的，也就是说并行编译，输入内容不会被搅和在一起。

    针对这点所以基本上可以认为ninja就是make的最最精简版。

    Make编译使用的文件名为Makefile、makefile或者以.make、.mk结尾的文件，Ninja的文件名一般为build.ninja或者以.ninja结尾的文件。

3 ninja的用法

3.1 ninja代码位置

    Android自带ninja，ninja路径：

 
 
  

   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     prebuilts/build-tools/darwin-x86/bin/ninja
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     prebuilts/build-tools/linux-x86/bin/ninja
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     prebuilts/build-tools/linux-x86/asan/bin/ninja
    
    
     
   
   
    
  
 
 
  

3.2 命令的用法

    执行ninja -h 后，可以得到ninja的使用帮助说明

 我们在编译时，常用的是-t参数。我们执行一下ninja -t list会得到相应的指令说明：

    例如 ninja -t clean 用来清除编译中间文件，相比make clean减少了研发人员的开发过程。

指令说明：

 
 
  

   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     ninja subtools
     
     
      :
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     
 
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     browse        
     
     
      # 在浏览器中浏览依赖关系图。（默认会在 8080 端口启动一个基于python的http服务）
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     clean         
     
     
      # 清除构建生成的文件
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     commands      
     
     
      # 罗列重新构建制定目标所需的所有命令
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     deps          
     
     
      # 显示存储在deps日志中的依赖关系
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     graph         
     
     
      # 为指定目标生成 graphviz dot 文件。
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     
              
     
     
      #  如 ninja -t graph all |dot -Tpng -ograph.png
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     query         
     
     
      # 显示一个路径的inputs/outputs
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     targets       
     
     
      # 通过DAG中rule或depth罗列target
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     compdb        
     
     
      # dump JSON兼容的数据库到标准输出
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     recompact     
     
     
      # 重新紧凑化ninja内部数据结构
    
    
     
   
   
    
  
 
 
  

4 ninja的实践

4.1 下载ninja

下载地址：

git clone https://github.com/ninja-build/ninja.git
 
 
  

4.2 编译ninja

 
 
  

   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

     
     
      cd ninja
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     ./configure.py --bootstrap 
     
     
      #在ninja目录中执行
    
    
     
   
   
    
  
 
 
  

4.3 安装ninja

    编译结束后，会在ninja目录中生成ninja的可执行程序ninja。可以直接将ninja程序拷贝到/usr/bin中。cp ./ninja /usr/bin #在ninja目录中执行

    现在就可以在任意位置使用ninja了。

4.4 ninja实践

    1)mkdir test

    2)vim test/main.c

   填入代码内容：

 
 
  

   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

     
     
      #include <stdio.h>
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

     
     
      #include <stdlib.h>
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

     
     
      int main() {
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     
  
     
     
      printf(
     
     
      "This is my first Ninja Project!\n");
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     
  
     
     
      return 
     
     
      0;
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     }
    
    
     
   
   
    
  
 
 
  

    3)配置build.ninja

      vim build.ninja

    填入内容：

 
 
  

   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     cc = g++
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     cflags = -Wall
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     
 
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     rule cc
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     
  
     
     
      command = gcc 
     
     
      $cflags -c 
     
     
      $in -o 
     
     
      $out
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
       description = compile .cc
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     
 
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     build foo.o: cc foo.c
    
    
     
   
   
    
  
 
 
  

    4)编译：

 
 
  

   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

     
     
      cd 
     
     
      test
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     ninja
    
    
     
   
   
    
  
 
 
  

5 ninja编译流程

5.1 AOSP编译过程

5.2.ninja生成过程

    在编译过程中，Android.bp会被收集到out/soong/build.ninja.d,blueprint以此为基础，生成out/soong/build.ninja

    Android.mk会由kati/ckati生成为out/build-aosp_arm.ninja

    两个ninja文件会被整合进入out/combined-aosp_arm.ninja

    最终由ninja -t out/combined-aosp_arm.ninja来完成最终的编译

    out/combined-aosp_arm.ninja内容如下所示：

 
 
  

   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     builddir = 
     
     
      out
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     pool local_pool
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
      depth = 
     
     
      42
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     build _kati_always_build_: phony
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     subninja 
     
     
      out/build-aosp_arm.ninja
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     subninja 
     
     
      out/build-aosp_arm-
     
     
      package.ninja
    
    
     
   
   
    
   

   
   
    

    
    
     

   
   
    
   
   
    

    
    
     

      
     
     subninja 
     
     
      out/soong/build.ninja
    
    
     
   
   
    
  
 
 
  

6 总结

    Ninja的诞生，主要是为了提升编译速度，Ninja中去除了变量的计算，没有默认规则， 依赖必须显式声明，从而提升编译速度。基本上可以认为ninja就是make的最最精简版。

参考：

《The Ninja build system》

《Ninja 构建系统》