随着一个工程的逐渐壮大，工程的编译时间会越来越长，也许你觉得编译时间长是正常的，因为引入了各种库，又开发了很多代码。
开发一个工程很长时间了，编译要花大概 100 秒左右，每次需要 rebuild 或者出包时都会觉得很慢，但也只能等待。无意间了解到一个预编译的概念，于是决定对整个工程添加预编译，看编译时间能否有明显变化。结果让我很吃惊，编译时间从 100 秒降到了 17 秒，让我之后的开发也相对快速了一点。这里记录一下过程和其中值得记录的点。
# 预编译（precompiled header）
预编译就是把需要包含的头文件预先编译成一种中间形式，这样在之后的编译中，每遇到这些已经编译过的头文件，就可以利用之前生成的中间形式，从而减少编译时长。
预编译的资料可以查看 wiki 和 msdn。
#pragma once 和预编译是有区别的，#pragma once 只是一个 include guards (包含保护)，防止多次包含，但编译时还是要编译到每个编译单元的（conpilation unit）。
# VS 使用预编译
VS 使用预编译的步骤很简单，可查看善用预编译 PCH 文件提升编译速度。
- 使用预编译后，每个源文件 (.c 或.cpp) 都需要包含 pch.h（这个头文件名可随意设置），这个比较繁琐，可以使用 VS 的 / FI 选项，该选项可以默认给所有源文件添加 pch.h。
- 不过在 stackoverflow 中，有很多人不同意使用 / FI 选项，原因如下
- 使用 / FI 后，新的阅读者更难理解文件之间的依赖关系
- 使用 / FI 后，不好跨平台兼容，比如在 linux 上的 gcc 编译（不过 gcc 也有对应的设置）
# VS 预编译初体验
因为工程中有一个 common 目录，这个目录的头文件包含了一些通用的宏和类定义，所以很多地方都使用了，于是我的第一个目标就是把这个目录的头文件放到 pch.h 文件，然后设置 VS 关于预编译的配置，最后编译，结果是减少了大概 2 到 3 秒。
对于这个结果，我不是很满意，预编译的效果不是很明显。
# 微软的开源工具 vcperf
该工具配合 WPA (Windows Performance Analyzer)，可以查看编译的整个过程细节，方便我们：
- 确认是否有并行编译
- 确认哪些文件需要放到预编译文件里 (pch.h)
- 确认编译时间中哪些文件耗时较长，方便分析定位不合理的头文件包含
相关介绍可查看 Get started with C++ Build Insights。
WPA 和 vcperf 相关安装可查看这个和这个。
# 使用 vcperf
使用 vcperf 后，我立刻发现有一个头文件占用了 35 秒之久，原因是这个头文件包含了很多其他头文件，且被很多源文件包含。因为没有使用预编译，这个头文件被包含多次，导致编译时间变得很长。
针对 vcperf 给出的每个文件的编译时间细节，我把刚刚的头文件加到了 pch.h 中，并优化了其他一些细节，最后成功将编译时间缩短到了 17 秒。
其中这个是使用预编译之前的图：
这是使用预编译之后的图：
# 结语
对于大工程，预编译是明显有必要的，目前很多编译器都支持，比如 VC++，gcc，clang 等。在多平台编译的讨论中，有些人采取的是 windows 使用预编译，在 gcc 上使用直接编译，因为 gcc 上好像提升不是很明显，这似乎也得益于 gcc 在多层包含、多次包含上可能会更快一点，不过 gcc 是否需要预编译还需看实践中的差异。
# 参考链接
- 善用预编译 PCH 文件提升编译速度
- Precompiled Headers in Header Files
- Handling stdafx.h in cross-platform code
- Visual C++ 'Force Includes' option
- Precompiled header
- Get started with C++ Build Insights
