C++代碼一直以其運行時的高性能高調(diào)面對世人， 但是說起編譯速度，卻只有低調(diào)的份了。比如我現(xiàn)在工作的源代碼，哪怕使用Incredibuild調(diào)動近百臺機子，一個完整的build也需要四個小時，恐怖！！！雖然平時開發(fā)一般不需要在本地做完整的build，但編譯幾個相關(guān)的工程就夠你等上好一段時間的了（老外管這個叫monkey around，相當形象）。想想若干年在一臺單核2.8GHZ上工作時的場景 - 面前放本書，一點build按鈕，就低頭讀一會書~~~往事不堪回首。

　　可以想象，如果不加以重視，編譯速度極有可能會成為開發(fā)過程中的一個瓶頸。那么，為什么C++它就編譯的這么慢呢？

　　我想最重要的一個原因應(yīng)該是C++基本的"頭文件-源文件"的編譯模型：

　　每個源文件作為一個編譯單元，可能會包含上百甚至上千個頭文件，而在每一個編譯單元，這些頭文件都會被從硬盤讀進來一遍，然后被解析一遍。

　　每個編譯單元都會產(chǎn)生一個obj文件，然后所以這些obj文件會被link到一起，并且這個過程很難并行。

　　這里，問題在于無數(shù)頭文件的重復(fù)load與解析，以及密集的磁盤操作。

　　下面從各個角度給出一些加快編譯速度的做法，主要還是針對上面提出的這個關(guān)鍵問題。

　一、代碼角度

　　在頭文件中使用前置聲明，而不是直接包含頭文件。

　　不要以為你只是多加了一個頭文件，由于頭文件的"被包含"特性，這種效果可能會被無限放大。所以，要盡一切可能使頭文件精簡。很多時候前置申明某個namespace中的類會比較痛苦，而直接include會方便很多，千萬要抵制住這種誘惑；類的成員，函數(shù)參數(shù)等也盡量用引用，指針，為前置聲明創(chuàng)造條件。

　　使用Pimpl模式

　　Pimpl全稱為Private Implementation。傳統(tǒng)的C++的類的接口與實現(xiàn)是混淆在一起的，而Pimpl這種做法使得類的接口與實現(xiàn)得以完全分離。如此，只要類的公共接口保持不變，對類實現(xiàn)的修改始終只需編譯該cpp；同時，該類提供給外界的頭文件也會精簡許多。

　　高度模塊化

　　模塊化就是低耦合，就是盡可能的減少相互依賴。這里其實有兩個層面的意思。一是文件與文件之間，一個頭文件的變化，盡量不要引起其他文件的重新編譯；二是工程與工程之間，對一個工程的修改，盡量不要引起太多其他工程的編譯。這就要求頭文件，或者工程的內(nèi)容一定要單一，不要什么東西都往里面塞，從而引起不必要的依賴。這也可以說是內(nèi)聚性吧。

　　以頭文件為例，不要把兩個不相關(guān)的類，或者沒什么聯(lián)系的宏定義放到一個頭文件里。內(nèi)容要盡量單一，從而不會使包含他們的文件包含了不需要的內(nèi)容。記得我們曾經(jīng)做過這么一個事，把代碼中最"hot"的那些頭文件找出來，然后分成多個獨立的小文件，效果相當可觀。

　　其實我們?nèi)ツ曜鲞^的refactoring，把眾多DLL分離成UI與Core兩個部分，也是有著相同的效果的 - 提高開發(fā)效率。

　　刪除冗余的頭文件

　　一些代碼經(jīng)過上十年的開發(fā)與維護，經(jīng)手的人無數(shù)，很有可能出現(xiàn)包含了沒用的頭文件，或重復(fù)包含的現(xiàn)象，去掉這些冗余的include是相當必要的。當然，這主要是針對cpp的，因為對于一個頭文件，其中的某個include是否冗余很難界定，得看是否在最終的編譯單元中用到了，而這樣又可能出現(xiàn)在一個編譯單元用到了，而在另外一個編譯單元中沒用到的情況。

　　 之前曾寫過一個Perl腳本用來自動去除這些冗余的頭文件，在某個工程中竟然去掉多達了5000多個的include。

　　 特別注意inline和template

　　這是C++中兩種比較"先進"的機制，但是它們卻又強制我們在頭文件中包含實現(xiàn)，這對增加頭文件的內(nèi)容，從而減慢編譯速度有著很大的貢獻。使用之前，權(quán)衡一下。

　 　二、綜合技巧

　　預(yù)編譯頭文件（PCH）

　　把一些常用但不常改動的頭文件放在預(yù)編譯頭文件中。這樣，至少在單個工程中你不需要在每個編譯單元里一遍又一遍的load與解析同一個頭文件了。

　　 Unity Build

　　Unity Build做法很簡單，把所有的cpp包含到一個cpp中(all.cpp) ,然后只編譯all.cpp。這樣我們就只有一個編譯單元，這意味著不需要重復(fù)load與解析同一個頭文件了，同時因為只產(chǎn)生一個obj文件，在鏈接的時候也不需要那么密集的磁盤操作了,估計能有10x的提高，看看這個視頻感受一下其做法與速度吧。

　 　ccache

　　compiler cache, 通過cache上一次編譯的結(jié)果，使rebuild在保持結(jié)果相同的情況下，極大的提高速度。我們知道如果是build，系統(tǒng)會對比源代碼與目標代碼的時間來決定是否要重新編譯某個文件，這個方法其實并不完全可靠(比如從svn上拿了上個版本的代碼)，而ccache判斷的原則則是文件的內(nèi)容，相對來講要可靠的多。很可惜的是，Visual Studio現(xiàn)在還不支持這個功能 - 其實完全可以加一個新的命令，比如cache build，介于build與rebuild之間，這樣，rebuild就可以基本不用了。

　 　不要有太多的Additional Include Directories

　　編譯器定位你include的頭文件，是根據(jù)你提供的include directories進行搜索的。可以想象，如果你提供了100個包含目錄，而某個頭文件是在第100個目錄下，定位它的過程是非常痛苦的。組織好你的包含目錄，并盡量保持簡潔。

　 　三、編譯資源

　　要提高速度，要么減少任務(wù)，要么加派人手，前面兩個方面講得都是減少任務(wù)，而事實上，在提高編譯速度這塊，加派人手還是有著非常重要的作用的。

　　 并行編譯

　　買個4核的，或者8核的cpu，每次一build，就是8個文件并行著編，那速度，看著都爽。 要是你們老板不同意，讓他讀讀這篇文章：Hardware is Cheap, Programmers are Expensive

　　 更好的磁盤

　　我們知道，編譯速度慢很大一部分原因是磁盤操作，那么除了盡可能的減少磁盤操作，我們還可以做的就是加快磁盤速度。比如上面8個核一塊工作的時候，磁盤極有可能成為最大的瓶頸。買個15000轉(zhuǎn)的磁盤，或者SSD，或者RAID0的，總之，越快越好。

　　 分布式編譯

　　一臺機子的性能始終是有限的，利用網(wǎng)絡(luò)中空閑的cpu資源，以及專門用來編譯的build server來幫助你編譯才能從根本上解決我們編譯速度的問題，想想原來要build 1個多小時工程的在2分鐘內(nèi)就能搞定，你就知道你一定不能沒有它 - Incredibuild。

　　 并行，其實還可以這么做。

　　這是一個比較極端的情況，如果你用了Incredibuild，對最終的編譯速度還是不滿意，怎么辦？其實只要跳出思維的框架，編譯速度還是可以有質(zhì)的飛躍的 - 前提是你有足夠多的機器：

　　 假設(shè)你有solution A和solution B，B依賴于A，所以必須在A之后Build B。其中A，B Build各需要1個小時，那么總共要2個小時。可是B一定要在A之后build嗎？跳出這個思維框架，你就有了下述方案：

　　 同時開始build A和B 。

　　 A的build成功，這里雖然B的build失敗了，但都只是失敗在最后的link上。

　　 重新link B中的project。

　　 這樣，通過讓A的build與B的編譯并行，最后link一下B中的project，整個編譯速度應(yīng)該能夠控制在1個小時15分鐘之內(nèi)。

　　 另外，這本書談了很多這方面的內(nèi)容：大規(guī)模C++程序設(shè)計。