Ubuntu下如何优化gcc编译速度

Ubuntu 下优化 GCC 编译速度

快速见效的做法

• 并行编译：充分利用多核 CPU，使用 make -j$(nproc)（或 ninja -j$(nproc)）。一般将并行任务数设置为CPU 物理核心数；若内存充足、I/O 较快，可尝试 核心数×2。示例：make -j$(nproc)。
• 编译器缓存：安装并使用 ccache 或 sccache，对重复编译命中缓存极有效。安装：sudo apt-get install ccache sccache；使用：将 CC/CXX 指向缓存（CC=ccache gcc、CXX=ccache g++），或将 /usr/lib/ccache 放到 PATH 前置。
• 减少头文件依赖与预编译头文件：移除不必要的 #include，用前置声明替代；对稳定且被大量包含的头文件建立预编译头文件（PCH），典型做法：g++ -x c++-header common.h -o common.h.gch，编译时用 -include common.h 引入。
• 升级到较新的 GCC 版本：新版通常包含编译性能改进与 Bug 修复，可通过 sudo apt update && sudo apt install gcc g++ 更新。

按场景的优化组合

• 日常开发（最快反馈）：启用 ccache + 并行编译（-j$(nproc)）+ 减少头文件依赖；调试阶段用 -Og 平衡优化与调试体验。
• 持续集成/重复构建（命中率优先）：以 ccache/sccache 为主，配合并行编译；确保缓存目录在**内存盘（tmpfs）**或高速 SSD 上，命中率更高。
• 超大工程（跨多机）：在单机优化基础上引入 distcc/icecream 做分布式编译，仍配合 ccache 提升本地与远端命中率。
• C++20 项目：逐步采用 模块（modules） 替代传统头文件，减少重复解析与依赖传递。

关键配置与示例

• 并行任务数：查看核心数 nproc 或 lscpu | grep '^CPU(s):'；编译用 make -j$(nproc)。
• ccache 安装与启用：
  • 安装：sudo apt-get install ccache
  • 启用：
    • 临时：CC=ccache gcc CXX=ccache g++ make -j$(nproc)
    • 永久：将 export PATH="/usr/lib/ccache:$PATH" 加入 ~/.bashrc 或 ~/.profile 并 source 生效。
• 预编译头文件示例：
  • 生成：g++ -x c++-header common.h -o common.h.gch
  • 使用：g++ -include common.h -O2 main.cpp -o main
• 分布式编译（icecream）：
  • 安装：sudo apt-get install icecream
  • 使用：icecc --build，随后 make -j$(nproc)（确保 iceccd 在参与节点运行）。

常见误区与建议

• 并行度并非越大越好：任务数过多会引发内存与 I/O 争用，反而变慢；通常从 CPU 核心数起步，视内存与磁盘情况微调。
• 优化等级与编译时长：-O2/-O3 会显著增加编译时间，开发阶段优先 -Og 或 -O1，仅在发布时启用更高等级。
• 缓存不是银弹：首次构建或大量代码变更后命中率会下降；保持稳定的包含结构与一致的编译参数，有助于提升命中率。

硬件与环境优化

• 使用 SSD/NVMe、增加 内存、提高 CPU 主频/核心数，都能直接缩短编译时间；在 CI 环境中，优先选择内存充足与高速存储的构建节点。