“分布式”编译

  最近部门有一个关于代码编译效率的问题需要解决,具体背景就不方便介绍了。下面我们以一个例子说明。

   假设你是一个linux内核的开发着,据我所知2.6版本的内核代码就达260多万行(见下图)。


  假设你有一个submit,需要验证其正确性即需要将所有的代码编译一边,那么需要多少时间呢?(上学时尝试过2.6的内核,大约一个小时。这是不可想象的!!。不过话说回来现在的电脑性能提高了好多,最近给新买的电脑装Ubuntu系统,居然只使用了不到5分钟)。那么如何解决耗时问题呢?下面我们通过实例进行分析

   代码分为cpp/c文件和h文件,其中我们把cpp/c称为一个编译单元,h文件当include后实际上只是提供一个前向声明的作用(可以使用GCC/G++ -E 通过展示预处理来观察)。下面提供一个简单的makefile展示下程序的编译过程

objects = main.o kbd.o command.o display.o
edit : $(objects)
   cc -o edit $(objects)
main.o : main.c defs.h
   cc -c main.c -o main.o
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
   cc -c kbd.c -o kbd.o
command.o : command.c defs.h command.h
   cc -c command.c -o command.o
display.o : display.c defs.h buffer.h
.PHONY : clean
clean :
   rm edit $(objects)

  上述makefile表示我们需要产出一个名叫edit的可执行文件,其依赖 main.o kbd.o command.o display.o,如果其中有一个依赖找不着,makefile会通过缺少文件的产生规则生成该文件。例如main.o依赖main.c和defs.h, 如果main.o 不存在则会通过:cc -c main.c -o main.o(表示一个编译过程)得到,一次类推。依赖的object都存在了,则通过:cc -o edit $(objects) 链接得到可执行文件。上述makefile明确的向我们展示了程序的编译和链接过程。编译过程中我们经常发现,程序是一个增量编译过程。实际上makefile在工作时为了加快编译速度,会检测cpp/c及其依赖文件和可链接文件的时间戳,如果链接文件的时间戳比编译单元新则不会重新编译,这也就是程序增量编译的原因。(上述makefile比较简单,没有展示所有编译过程,有兴趣的可以查找资料学习下。虽说现在我们已经很少使用makefile来管理工程,但是只有了解其工作原理这样你才能完全理解一个完整编译过程~~~)。

   预处理 -----> 编译------>汇编----->链接

  可执行文件的产生一般经过了上面的几个过程,不过我们可以将其简化为编译和链接两个过程(makefile中已经明确了上述两个过程)。如果你需要加快可执行文件产生过程,除了一般的ccache,减少物理依赖等这种“吹毛求疵”的方法外还有没有其他方式呢?这也就是本次需要讨论的问题。
  我们明确了程序的编译主要分为编译和链接两个阶段,最为耗时的过程为编译,所以要大幅度的提高编译效率也就只能在该阶段找突破。那么我们的解决办法是什么呢?"分布式"编译即:将工程打散,将原来的串行改为并行,如下图所示:

mshot.png

  如上我们将浩大的工程拆成若该个微小的模块,使用多台机器并行编译最后再统一在中心节点机器进行链接、执行,从而成倍的减少编译耗时。工作原理比较简单,通过编写简单的Cmake文件和shell我们就实现上述思想。好了就这么多了,如果小伙伴有其它好方法可以可以一起讨论下。~~~

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