本文基于Android 10.0源码分析
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。
Android 10.0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，Android 10.0还有400多个mk文件没有被替换完，Google任重道远。
（1）Android编译演进过程
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Android 7.0之前使用GNU Make；
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Android 7.0引入ninja、kati、Android.bp和soong构建系统；
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Android 8.0默认打开Android.bp；
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Android 9.0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。
（2）Android系统的编译历程
编译系统9-1.PNG
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。
（1）Ninja开发时，认为make由以下几点导致编译慢
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隐式规则，make包含很多默认；
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变量计算，比如编译参与应该如何计算出来；
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依赖对象计算。
（2）ninja相对于make增加了下面这些功能
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如果构建命令发生变化，那么这个构建也会重新执行；
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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；
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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；
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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。
编译系统9-2.png
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：
编译系统9-3.png
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
编译系统9-4.png
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。
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Android.mk会由kati/ckati生成为out/build-aosp_arm.ninja
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两个ninja文件会被整合进入out/combined-aosp_arm.ninja
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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。
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