㈠ 5分钟掌握cmake(18): 在MSVC下加速编译OpenGV
记录使用 VS2022 里的 cl.exe 作为 C++ 编译器时,将开源项目 opengv 的编译耗时缩短的相关技巧。
环境:Windows 11, VS2022 17.8.0, CMake 3.27.4。 耗时:Release模式的耗时从157分钟减少到115分钟; Debug模式的耗时从176秒减少到49秒。
首先澄清, Linux 上编译 OpenGV 很快,几十秒到几分钟的样子。
Windows 上编译 OpenGV 慢,整体的原因是:依赖了 Eigen 这个 header-only 库,且构建的大量时间是在处理 Eigen 的3个头文件,每次出现34次,耗时非常可观。
在微软官方的讨论帖 Slow C++ compiling on some eigen heavy code 中,给出了 Eigen 代码在 Release 模式下编译较慢的原因:forceinline 关键字需要被编译器展开,耗时较多。因此,尝试将 Debug 模式的编译耗时缩短,再将相关的编译加速技巧应用到 Release 模式上。
在 Debug 模式编译耗时优化方面,包括使用 msbuild + MTT(环境变量 UseMultiToolTask 设置为 true),使用 ninja 替代 msbuild,以及 Unity(Jumbo) build。
ninja 默认使用并行编译,且使用 -G Ninja Multi-Config 可以在 build 阶段自由切换 debug / release。因此,我们使用它来做构建。在使用 ninja 构建时,耗时结果为49秒,稍快于 msbuild + ninja。
Unity(Jumbo) build 通过设置环境变量 EnableUnitySupport=true 来启用,观察到 msbuild 自动创建了单一的 cpp 文件,耗时为 1分8秒(68秒),无需考虑是否开启 MTT。
显式设定 cl.exe 并行数量,通过在 cmake --build 时传入 -- /p:CL_MP=true /p:CL_MPCount=12 参数,让 cl.exe 使用12个并行进程,构建耗时为 2分4秒。
Debug 模式编译耗时汇总:ninja 最快,msbuild + MTT 则接近 ninja,unity build 有加速但不够快。MTT 的实用性很强。
对于 Release 模式的构建,CI 服务器上使用 vs2019 的耗时为 Debug + Release 两种模式的总耗时,Release 模式的编译耗时在2小时左右,远远高于 Debug 耗时;Ninja 方式的构建速度快于其他方式。
总结:通过优化编译器配置、利用并行编译技术、改进构建策略等方法,可以显着缩短编译时间,提升开发效率。