c++项目如何有效缩短编译时间？ (预编译头与Unity Build)

预编译头（PCH）真正加速需满足：头文件稳定且被大量共用；#include “stdafx.h” 必须为首个非注释行；仅放入不变、全局、重型标准头；MSVC下用/showincludes验证是否生效；Clang/GCC不推荐依赖PCH。

预编译头（PCH）怎么配才真正加速？

预编译头只有在头文件稳定、被大量源文件共用时才有效；盲目启用反而拖慢增量编译。关键不是“用了没”，而是“用对了没”。

• #include 顺序必须严格：所有源文件中，#include "stdafx.h"（或你命名的 PCH 头）必须是第一个非注释行，否则 MSVC / Clang-cl 会直接放弃使用 PCH
• 只把**不变的、全局的、重型的**头放进 PCH：、、 可以，"config.h" 或含宏定义的头要谨慎——一旦修改，整个 PCH 重编，所有依赖它的 .cpp 全部重编
• MSVC 下检查是否生效：编译时加 /showIncludes，看输出里是否出现 Note: including file: ...stdafx.h 前有 ... precompiled header skipped 就说明没用上
• Clang 和 GCC 不原生支持 PCH 加速多文件编译（GCC 的 .gch 是 per-file 的），实际项目中建议只在 MSVC 环境下投入 PCH 优化

unity Build（Jumbo Build）有哪些隐藏代价？

Unity Build 把多个 .cpp 合并为一个大 TU 编译，能显著减少模板实例化和头文件重复解析，但会破坏增量编译粒度，且容易暴露隐式依赖问题。

• 合并策略必须可控：不要全项目开启。推荐按模块分组，例如 core/ 下的 12 个 .cpp 合成一个 core_unity.cpp，而不是把 renderer/ 和 network/ 强塞一起
• 每个 Unity 文件顶部必须显式包含它所依赖的所有头，不能靠“前面某个 .cpp 已经 include 过”——因为合并后顺序不确定，#include 被挪到最前也不保险
• 调试信息错位：GDB / LLDB 中断点可能跳转到错误的原始文件行号；MSVC 的 PDB 通常能保持映射，但需确认构建时开了 /Zi 且没禁用 /FS
• CI 构建机内存压力陡增：一个 500MB 的 Unity TU 可能吃掉 2GB+ RAM；若机器只有 4 核 8GB，开 4 个并行 Unity 编译大概率 OOM

预编译头 + Unity Build 能叠加使用吗？

可以，但仅限 MSVC，且必须严格分层：Unity 文件本身要 #include PCH 头，而 PCH 内不能引用任何 Unity 文件中定义的符号（比如内联函数、Static 变量）。

// unity_core.cpp #include "stdafx.h"  // ← 必须第一行，且 stdafx.h 已预编译  #include "a.cpp" #include "b.cpp" #include "c.cpp"

• 不能让 stdafx.h 包含 "core_unity.cpp" 或任何生成的 Unity 源文件路径
• 如果 Unity 文件里用了 __declspec(dllexport) 或模块接口（c++20 Modules），PCH 里不能有相关声明，否则链接阶段报 LNK2019：unresolved external symbol
• 实践中更稳妥的做法是：PCH 服务常规编译，Unity Build 单独走一套不依赖 PCH 的构建逻辑（即 Unity 文件自己完整 include 所需头），避免耦合失效

比 PCH 和 Unity 更值得优先做的三件事

很多团队花两周调 PCH，却忽略更立竿见影的改进。真实项目中，以下三项往往带来 30%+ 编译时间下降，且无副作用：

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• 用 #include 替代 #include "xxx.h"：让编译器跳过当前目录查找，尤其在大型项目有深嵌套 include 路径时效果明显
• 删除未使用的 #include：用 clang++ -MJ 生成 jsON 编译数据库，再配合 include-what-you-use（IWYU）自动检测冗余头
• 把频繁变更的配置头（如 build_config.h）从公共头中剥离，改用 -D 宏传递给编译器，避免一次修改触发数百个 .cpp 重编

Unity 和 PCH 是“高阶技巧”，但它们解决的是“如何更快地做重复劳动”；而删冗余头、减路径查找、拆配置头，是在直接减少劳动本身。后者见效快、风险低、可自动化验证——别急着堆编译黑科技，先打开 compile_commands.json 看看你的项目里有多少 #include "base/String_util.h" 其实根本没用到 string_util.h 里的任何东西。