Gradle是一個強大的自動化構(gòu)建工具，它通過靈活的構(gòu)建腳本和豐富的插件生態(tài)系統(tǒng)，為Java和其他語言的項目提供了現(xiàn)代化的構(gòu)建解決方案。無論您是構(gòu)建簡單的應(yīng)用還是復(fù)雜的多模塊項目，Gradle都能以其高效的性能和卓越的可擴展性滿足您的需求。本文將引導(dǎo)您深入了解Gradle的核心概念、最佳實踐和高級技巧，幫助您充分利用這一強大的工具。

1、Gradle 介紹

Gradle是一個開源的構(gòu)建自動化工具，它足夠靈活，可以構(gòu)建幾乎任何類型的軟件。以下是Gradle的一些核心特點和功能：

1. 靈活性：Gradle使用Groovy或Kotlin編寫構(gòu)建腳本，提供了高度的靈活性和可定制性。
2. 依賴管理：Gradle提供了強大的依賴管理功能，支持從多種來源（如Maven中央倉庫、本地JAR文件和遠程倉庫）獲取依賴，并能自動解析和下載依賴。
3. 多項目構(gòu)建：Gradle支持多項目構(gòu)建，能夠輕松處理由多個子項目組成的復(fù)雜項目結(jié)構(gòu)。
4. 增量構(gòu)建：Gradle具備優(yōu)秀的增量構(gòu)建能力，只重新構(gòu)建發(fā)生更改的部分，從而顯著減少構(gòu)建時間。
5. 可擴展性：通過編寫自定義插件和任務(wù)，可以將Gradle擴展到滿足特定項目的需求，并且有豐富的第三方插件庫可供選擇。
6. 與現(xiàn)有工具的兼容性：盡管Gradle有自己的構(gòu)建腳本格式，但它仍然與Maven和Ant等傳統(tǒng)的構(gòu)建工具兼容。
7. 性能：Gradle通過增量構(gòu)建和構(gòu)建緩存等特性，優(yōu)化了構(gòu)建性能。
8. IDE支持：主流的IDE都支持導(dǎo)入Gradle構(gòu)建并且通過圖形化界面的方式與Gradle進行交互。
9. 聲明式構(gòu)建：Gradle汲取了Maven的長處，以Java項目為例，只要將合適的文件放在合適的地方，應(yīng)用合適的插件就可以簡單地執(zhí)行構(gòu)建。
10. 跨平臺：作為一個基于JVM的工具，Gradle可以輕易地實現(xiàn)跨平臺構(gòu)建。

Gradle的設(shè)計哲學(xué)是提供一種靈活且強大的構(gòu)建系統(tǒng)，它結(jié)合了Ant的靈活性和Maven的依賴管理能力，同時提供了更簡潔和強大的構(gòu)建腳本編寫方式。這些特性使得Gradle成為現(xiàn)代軟件開發(fā)中一個非常受歡迎的構(gòu)建工具。

2、Gradle 設(shè)計思路

Gradle的設(shè)計起源于對更高效、靈活的構(gòu)建工具的需求。以下是Gradle設(shè)計的幾個關(guān)鍵點：

1. 對Ant和Maven的繼承與發(fā)展：

Gradle是基于Apache Ant和Apache Maven的概念開發(fā)的項目自動化構(gòu)建工具。它繼承了Maven的依賴管理和項目結(jié)構(gòu)約定，同時吸收了Ant的靈活性。

2. 對XML配置的改進：

在早期的構(gòu)建工具如Ant和Maven中，項目配置通常使用XML文件，這使得配置變得繁瑣且難以維護。Gradle采用基于Groovy的特定領(lǐng)域語言（DSL）來聲明項目設(shè)置，拋棄了基于XML的配置，使得構(gòu)建腳本更加簡潔、易讀。

3. 靈活性和可擴展性的需求：

隨著項目復(fù)雜度的增加，開發(fā)者需要一個更加靈活和可擴展的構(gòu)建工具。Gradle的設(shè)計初衷是提供一個靈活、可擴展的構(gòu)建工具，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的項目需求。

4. 性能優(yōu)化：

Gradle引入了增量構(gòu)建和構(gòu)建緩存等特性，優(yōu)化了構(gòu)建性能，使得構(gòu)建過程更加快速。

5. 多語言項目的支持：

Gradle不僅支持Java項目，還廣泛支持其他語言的項目，如Groovy、Kotlin、Scala等，這使得它在多語言項目中非常受歡迎。

6. 社區(qū)的推動：

Gradle是一個開源項目，遵循Apache License 2.0協(xié)議。它的優(yōu)良特性吸引了很多開發(fā)者并形成了活躍的Gradle社區(qū)，許多開源軟件開發(fā)者為Gradle的核心代碼做出了貢獻。

7. 與現(xiàn)有工具的兼容性：

盡管Gradle有自己的構(gòu)建腳本格式，但它仍然與Maven和Ant等傳統(tǒng)的構(gòu)建工具兼容，可以解析Maven的pom.xml文件，并使用Maven倉庫中的依賴項。

3、Gradle 工程結(jié)構(gòu)

一個典型的Gradle工程結(jié)構(gòu)如下：

my-gradle-project/
├──.gradle
│└──<gradle執(zhí)行信息>
├──.idea
│└──<項目的配置信息，包括版本控制信息>
├──build
│├──classes
│├──resources
│└──<項目輸出路徑，包括編譯后的.class文件和資源文件>
├──src
│├──main
││├──java
││├──resources
││└──<程序源碼和資源文件>
│└──test
│├──java
│└──resources
│└──<測試源碼和資源文件>
├──build.gradle
│└──<當(dāng)前module的Gradle配置文件>
└──settings.gradle
└──<針對module的全局配置，包含所有module的配置>

主要目錄和文件的作用：

1. .gradle：存放Gradle的執(zhí)行信息。
2. .idea：存放項目的配置信息，包括版本控制信息等，這個文件夾是自動生成的。
3. build：項目輸出路徑，包括編譯后的 .class文件（ classes文件夾下），資源文件（ resources文件夾下）。
4. src：項目源碼，包含程序源碼和測試源碼。
5. build.gradle：當(dāng)前module的Gradle配置文件，定義項目的構(gòu)建配置和依賴管理。
6. settings.gradle：針對module的全局配置，它的作用域所包含的所有module是通過 settings.gradle來配置。

4、Gradle 對比maven 的優(yōu)勢

1. 構(gòu)建速度：

Gradle在純凈構(gòu)建時比Maven快2-10倍，在增量構(gòu)建時快約7-85倍。當(dāng)Gradle任務(wù)輸出被緩存時，速度提升可達13倍。

在所有場景下，Gradle至少比Maven快2倍。子項目越多，Gradle的速度優(yōu)勢越明顯。

2. 靈活性和配置：

Gradle使用基于Groovy或Kotlin的DSL編寫的 build.gradle文件，相較于Maven的XML配置文件，Gradle的配置更加簡潔、直觀。

Gradle的靈活性允許高度定制化的構(gòu)建腳本，適合構(gòu)建復(fù)雜度較高的項目。

3. 依賴管理：

Gradle的依賴管理在處理復(fù)雜的依賴場景時更加靈活，能更好地處理傳遞依賴的版本沖突問題。

4. 插件生態(tài)：

Gradle的插件生態(tài)在逐漸完善，提供了許多針對不同場景的插件，尤其是在移動開發(fā)領(lǐng)域。

5. 構(gòu)建緩存：

Gradle支持構(gòu)建緩存，這在分支之間切換時非常有用，因為先前構(gòu)建的輸出被保留并且不必重新創(chuàng)建，顯著提升了性能。

6. 增量構(gòu)建：

Gradle實現(xiàn)了增量構(gòu)建機制，僅重新構(gòu)建被更改的部分，而Maven則需要重新編譯整個項目。

7. 守護進程機制：

Gradle通過守護進程機制避免了每次構(gòu)建都初始化需要的組件和服務(wù)，同時緩存項目結(jié)構(gòu)、文件、任務(wù)和其他信息，從而提升運行速度。

8. 易于擴展：

Gradle可以方便地編寫自定義任務(wù)和插件，提供了豐富的API和插件機制。

9. 集成與兼容性：

Gradle與許多現(xiàn)代IDE（如IntelliJ IDEA、Android Studio等）緊密集成，提供了良好的開發(fā)體驗，并且支持與其他構(gòu)建工具（如Ant、Maven等）的集成。

這些優(yōu)勢使得Gradle在處理大型項目、需要高度定制化構(gòu)建邏輯、以及追求構(gòu)建速度和效率的場景中，成為比Maven更受歡迎的選擇。

5、Gradle的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

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Gradle架構(gòu)組件解釋：

1. 核心自動化平臺：

core-runtime模塊：提供運行時環(huán)境，包括Gradle客戶端、守護進程和工作進程。

core-configuration模塊：允許構(gòu)建結(jié)構(gòu)和工作（如任務(wù)）的指定，包括項目模型和DSL。

core-execution模塊：高效執(zhí)行工作，包括調(diào)度、執(zhí)行、緩存等。

2. 軟件開發(fā)平臺：

建立在核心自動化平臺之上，為軟件開發(fā)自動化提供支持，包括編譯、測試、文檔化軟件以及通過發(fā)布和依賴管理共享軟件。

3. JVM平臺：

建立在核心和軟件平臺之上，為JVM上運行的軟件開發(fā)提供支持，包括Java、Kotlin或其他JVM語言實現(xiàn)的軟件。

4. 擴展性平臺：

建立在核心、軟件和JVM平臺之上，為擴展Gradle提供支持，包括實現(xiàn)和應(yīng)用插件。

5. 本地平臺：

建立在核心和軟件平臺之上，為原生軟件開發(fā)提供支持。

6. 企業(yè)模塊：

提供企業(yè)級的功能和模塊。

6、Gradle框架設(shè)計

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Gradle架構(gòu)組件解釋：

• 構(gòu)建系統(tǒng)：Gradle的整體構(gòu)建系統(tǒng)。
• 核心自動化：Gradle的核心功能，包括構(gòu)建配置、依賴管理、插件應(yīng)用和任務(wù)執(zhí)行。
• 構(gòu)建配置：負(fù)責(zé)項目的構(gòu)建配置。
• 依賴管理：處理項目的依賴關(guān)系。
• 插件應(yīng)用：允許通過插件擴展Gradle的功能。
• 任務(wù)執(zhí)行：執(zhí)行定義好的構(gòu)建任務(wù)。
• 多項目管理：支持多模塊和多項目的構(gòu)建。
• 子項目構(gòu)建：能夠獨立構(gòu)建每個子項目。
• 構(gòu)建緩存：通過構(gòu)建緩存提高構(gòu)建速度。
• 并行執(zhí)行：支持任務(wù)的并行執(zhí)行，進一步提升構(gòu)建速度。
• 與Maven兼容：能夠?qū)隡aven項目，保持與Maven的兼容性。

7、Gradle執(zhí)行流程圖

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Gradle執(zhí)行流程解釋：

1. 初始化階段（Initialization） ：

在這個階段，Gradle執(zhí)行 settings.gradle文件，確定參與構(gòu)建的項目集，并為每個項目創(chuàng)建一個 Project實例。

2. 配置階段（Configuration） ：

這個階段，Gradle加載并評估所有項目的 build.gradle文件，配置 Project對象，并生成任務(wù)圖。

3. 執(zhí)行階段（Execution） ：

在執(zhí)行階段，Gradle根據(jù)任務(wù)依賴關(guān)系執(zhí)行選定的任務(wù)。

詳細(xì)流程：

• A[開始構(gòu)建] ：觸發(fā)Gradle構(gòu)建的開始。
• B[初始化階段] ：包括執(zhí)行 settings.gradle腳本和創(chuàng)建項目層次結(jié)構(gòu)。

B1(settings.gradle) ： settings.gradle文件執(zhí)行，確定構(gòu)建的項目。

B2[項目層次結(jié)構(gòu)] ：為每個項目創(chuàng)建 Project實例。

• C[配置階段] ：包括加載 build.gradle文件和任務(wù)圖的生成。

C1(build.gradle) ： build.gradle文件執(zhí)行，配置項目。

C2[依賴關(guān)系解析] ：解析任務(wù)依賴關(guān)系。

• D[執(zhí)行階段] ：根據(jù)依賴關(guān)系執(zhí)行任務(wù)。

D1[任務(wù)執(zhí)行] ：按依賴順序執(zhí)行任務(wù)。

D2[任務(wù)完成] ：所有任務(wù)執(zhí)行完畢。

• E[構(gòu)建完成] ：構(gòu)建過程結(jié)束。

這個流程圖簡潔地展示了Gradle構(gòu)建的三個階段及其關(guān)鍵活動，幫助理解Gradle如何管理和執(zhí)行構(gòu)建任務(wù)。

8、settingns.gradle 相關(guān)組件和模塊

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settings.gradle 配置相關(guān)組件和模塊解釋：

• settings.gradle：Gradle多項目構(gòu)建的配置文件。

子項目 Include：使用 include方法包含子項目，定義項目結(jié)構(gòu)。

根項目屬性 Root Project：設(shè)置根項目的屬性，如 rootProject.name。

子項目屬性 Subprojects：對所有子項目應(yīng)用通用配置，如版本控制和插件應(yīng)用。

遠程倉庫 Repositories：配置項目依賴和插件的遠程倉庫，如 mavenCentral()。

版本管理 Version Management：管理項目依賴的版本，使用版本目錄。

Gradle屬性 Gradle Properties：設(shè)置Gradle屬性，如 org.gradle.parallel。

構(gòu)建源代碼 buildSrc：配置 buildSrc目錄，用于存放共享的構(gòu)建邏輯和插件。

組合構(gòu)建 Composite Builds：如果使用組合構(gòu)建，在此配置，允許將多個獨立構(gòu)建組合成一個邏輯構(gòu)建。

對 settings.gradle配置中涉及的相關(guān)組件和模塊的詳細(xì)說明，以及它們在Gradle構(gòu)建中的作用：

8.1. 子項目 Include

說明：在 settings.gradle文件中， include語句用于包含子項目，這些子項目成為根項目的一部分，構(gòu)成多項目構(gòu)建的骨架。 作用：允許您在一個統(tǒng)一的構(gòu)建中管理多個項目，使得項目結(jié)構(gòu)更加清晰，便于維護。

include'api','web','shared'

8.2. 根項目屬性 Root Project

說明：在 settings.gradle中，您可以為根項目設(shè)置名稱和其他屬性，這些屬性在整個構(gòu)建中是唯一的。 作用：定義根項目的基本信息，如項目名稱，這對于構(gòu)建的組織結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。

rootProject.name='my-root-project'

8.3. 子項目屬性 Subprojects

說明： subprojects塊允許您對所有子項目應(yīng)用通用配置，如插件應(yīng)用、版本控制和源兼容性設(shè)置。 作用：提供了一種方便的方式來為所有子項目配置通用的構(gòu)建邏輯，確保構(gòu)建的一致性。

subprojects{
apply plugin:'java'
version='1.0-SNAPSHOT'
sourceCompatibility=1.8
}

8.4. 遠程倉庫 Repositories

說明：在 settings.gradle中配置遠程倉庫，這些倉庫用于依賴管理和插件下載。 作用：確保所有項目都能從指定的倉庫中檢索依賴和插件，這對于構(gòu)建的可重復(fù)性和一致性至關(guān)重要。

repositories{
mavenCentral()
jcenter()
maven{url'https://repo.example.com/maven-releases'}
}

8.5. 版本管理 Version Management

說明：使用版本目錄（Version Catalogs）來管理項目依賴的版本，這有助于保持依賴版本的一致性。 作用：簡化版本號的管理，使得更新和維護依賴版本變得更加容易。

dependencyResolutionManagement{
versionCatalogs{
libraries{
version('paging','3.1.1')
version('glide','4.14.2')
}
}
}

8.6. Gradle屬性 Gradle Properties

說明：在 settings.gradle中設(shè)置Gradle屬性，這些屬性可以影響Gradle的構(gòu)建行為。 作用：提供了一種方式來控制Gradle的特定行為，如并行執(zhí)行任務(wù)。

gradle.properties['org.gradle.parallel']='true'

8.7. 構(gòu)建源代碼 buildSrc

說明： buildSrc目錄用于存放共享的構(gòu)建邏輯，如自定義Gradle插件和任務(wù)。 作用：允許在多個項目之間共享構(gòu)建邏輯，減少代碼重復(fù)，提高構(gòu)建的可維護性。

// buildSrc目錄下的構(gòu)建邏輯

8.8. 組合構(gòu)建 Composite Builds

說明：組合構(gòu)建允許將多個獨立的構(gòu)建組合成一個邏輯構(gòu)建，這在需要重用構(gòu)建邏輯或共享配置時非常有用。 作用：提供了一種靈活的方式來組織和管理大型項目，使得項目結(jié)構(gòu)更加清晰，便于維護。

includeBuild'path/to/other/build'

8.9、詳細(xì)的 settings.gradle配置示例

// settings.gradle

// 定義根項目的名稱
rootProject.name='my-multi-project'

// 包含子項目，這些子項目將作為根項目的子模塊
include(
'projectA',// 第一個子項目
'projectB',// 第二個子項目
'commonLib'// 一個共享庫項目
)

// 定義項目間依賴時使用的版本
dependencyResolutionManagement{
versionCatalogs{
libraries{
lib'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web','2.5.2'
lib'com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind','2.12.3'
}
}
}

// 配置遠程倉庫，所有子項目將從這些倉庫中檢索依賴和插件
repositories{
// 配置 Maven Central 倉庫
mavenCentral()
// 配置 JCenter 倉庫
jcenter()
// 配置一個自定義的遠程 Maven 倉庫
maven{url'https://repo.example.com/maven-releases'}
}

// 配置插件倉庫，用于檢索 Gradle 插件
pluginManagement{
repositories{
gradlePluginPortal()// 配置 Gradle 插件門戶
mavenCentral()
}
}

// 配置構(gòu)建源代碼目錄 buildSrc，用于存放共享的構(gòu)建邏輯和插件
buildSrc{
// 定義 buildSrc 目錄中的依賴
dependencies{
classpath'org.gradle:gradle-tooling-api:5.6.4'
classpath'com.google.gradle:osdetector-gradle-plugin:1.6.2'
}
}

// 如果使用組合構(gòu)建，包含其他獨立的構(gòu)建
compositeBuild{
// 包含一個本地的組合構(gòu)建
includeBuild'../other-build'
// 包含一個遠程的組合構(gòu)建
includeBuild'https://github.com/username/other-build.git'
}

// 在 settings.gradle 中也可以配置一些 Gradle 屬性
gradle{
// 設(shè)置 Gradle 是否并行執(zhí)行任務(wù)
parallel=true
// 設(shè)置 Gradle 用戶的主目錄
gradleUserHome=file('/path/to/gradle/user/home')
}

// 日志配置，用于控制構(gòu)建過程中的日志輸出
logging{
console=ConsoleLogger.Level.INFO// 設(shè)置控制臺日志級別為 INFO
debug=false// 設(shè)置是否輸出調(diào)試日志
}

9、build.gradle相關(guān)組件或模塊關(guān)系畫

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 build.gradle 文件是 Gradle 構(gòu)建系統(tǒng)的核心，它用于定義項目的構(gòu)建邏輯和配置。每個 Gradle 項目都有一個或多個 build.gradle 文件，它們描述了如何構(gòu)建項目。以下是 build.gradle 文件的一些主要作用和功能：

1. 插件應(yīng)用：

build.gradle 文件中可以使用 apply plugin 語句來應(yīng)用插件，這些插件可以提供額外的構(gòu)建功能和任務(wù)。

2. 依賴配置：

在 build.gradle 文件中，你可以定義項目所需的依賴項，這些依賴可以是庫、框架或其他模塊。

3. 任務(wù)定義：

可以定義自定義的構(gòu)建任務(wù)（tasks），這些任務(wù)可以執(zhí)行編譯、測試、打包、部署等操作。

4. 構(gòu)建邏輯：

描述項目的構(gòu)建邏輯，包括任務(wù)之間的依賴關(guān)系和執(zhí)行順序。

5. 源代碼和資源配置：

• 配置源代碼目錄和資源文件，指定哪些文件應(yīng)該被包含在構(gòu)建中。

6. 構(gòu)建版本管理：

定義項目的版本號，以及如何根據(jù)版本號生成輸出的構(gòu)建文件。

7. 編譯選項：

設(shè)置編譯選項，如源代碼兼容性、優(yōu)化級別、編碼等。

8. 測試配置：

配置測試框架和測試選項，如測試任務(wù)、測試報告的生成等。

9. 打包和發(fā)布：

定義打包（如 JAR、WAR）和發(fā)布配置，包括歸檔內(nèi)容和發(fā)布到倉庫的設(shè)置。

10. 多項目構(gòu)建：

在多項目構(gòu)建中， build.gradle 文件可以定義項目層次結(jié)構(gòu)和子項目之間的依賴關(guān)系。

11. 自定義構(gòu)建行為：

通過 Groovy 或 Kotlin 腳本，可以編寫自定義的構(gòu)建邏輯和插件。

12. 環(huán)境配置：

根據(jù)不同的環(huán)境（開發(fā)、測試、生產(chǎn)）配置不同的構(gòu)建選項。

13. 報告和文檔生成：

配置生成代碼覆蓋率報告、JavaDoc、用戶文檔等。

14. 質(zhì)量控制：

集成代碼質(zhì)量檢查工具，如 Checkstyle、PMD、FindBugs 等。

build.gradle 文件是 Gradle 構(gòu)建的腳本文件，它使用 Groovy 語言（或 Kotlin DSL）編寫，提供了極大的靈活性和強大的功能，使得構(gòu)建過程可以根據(jù)項目的特定需求進行定制。

9.1 插件應(yīng)用

Gradle插件設(shè)計架構(gòu)

Gradle插件的設(shè)計架構(gòu)可以分為以下幾個關(guān)鍵層次：

1. 底層Gradle框架：

提供基礎(chǔ)服務(wù)，如任務(wù)依賴、有向無環(huán)圖的構(gòu)建等。

2. Google編譯工具團隊的Android Gradle plugin框架：

在Gradle框架的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建與Android項目打包相關(guān)的任務(wù)和artifacts。

3. 開發(fā)者自定義Plugin：

在Android Gradle plugin提供的任務(wù)基礎(chǔ)上插入自定義任務(wù)或增加Transform進行編譯時代碼注入。

Gradle插件的構(gòu)建過程

Gradle插件的構(gòu)建過程主要包括以下幾個步驟：

1. 插件源代碼編譯：

將插件的源代碼編譯成字節(jié)碼。

2. 插件JAR包打包：

將插件的字節(jié)碼和資源文件打包成一個JAR包。

3. 插件元數(shù)據(jù)生成：

生成插件的元數(shù)據(jù)，包括插件的名稱、版本、作者等信息。

4. 插件發(fā)布：

將插件發(fā)布到插件倉庫中，供其他用戶下載和使用。

Gradle插件的執(zhí)行過程

當(dāng)Gradle執(zhí)行項目時，它會加載項目中所依賴的所有插件，并按照插件的依賴關(guān)系順序加載。插件加載完成后，Gradle執(zhí)行插件的 apply方法，該方法是插件的入口方法，負(fù)責(zé)將插件功能應(yīng)用到項目中。在 apply方法中，插件可以添加任務(wù)、擴展項目配置、注冊構(gòu)建監(jiān)聽器等。

Gradle插件架構(gòu)圖

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Gradle插件設(shè)計架構(gòu)圖說明：

• Gradle框架：

作用：提供構(gòu)建系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)和API，包括任務(wù)調(diào)度和依賴管理。

• 任務(wù)依賴管理：

作用：管理任務(wù)之間的依賴關(guān)系，確保任務(wù)按照正確的順序執(zhí)行。

• 構(gòu)建執(zhí)行：

作用：執(zhí)行構(gòu)建任務(wù)，如編譯、測試和打包。

• Android Gradle Plugin：

作用：在Gradle框架的基礎(chǔ)上，為Android項目提供特定的構(gòu)建任務(wù)和artifacts。

• 自定義Plugin：

作用：開發(fā)者根據(jù)項目需求自定義的插件，可以擴展Android Gradle plugin的功能或插入自定義任務(wù)。

9.2 插件應(yīng)用案例

Gradle 插件是一組預(yù)定義的任務(wù)和配置，可以擴展構(gòu)建的功能。通過應(yīng)用插件，可以無需編寫復(fù)雜的任務(wù)代碼就能實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的功能。

plugins{
id'java'
id'com.android.application'version'7.0.0'
}