ccache(compiler cache)によるビルド高速化

前書き

大規模なプログラムをビルドする場合、数十分〜数時間かかる事があります。ビルド時間が長いと、それだけ開発者の待ち時間が増えるわけですから、短いに越したことはありません。そんなビルド時間を短縮するツールとして、ccacheがあります。

ccacheはgcc向けのビルド高速化ツールで、対応言語は C/C++/Objective-C/Objective-C++です。ビルド時のキャッシュを残し、二回目のビルド以降にキャッシュを再利用できる場合は、キャッシュを用いる事によりビルド速度を改善します。

押さえておきたいポイントは、以下の4点です。

ccacheのPOINT
  • gcc専用のビルド高速化ツール(キャッシュ利用)
  • C/C++/Objective-C/Objective-C++向け
  • 一度環境を構築すれば、簡単に利用可能
  • キャッシュ作成のため、初回ビルドに時間がかかるデメリットあり

以降では、導入を記載します。環境はDebian系を想定しています。

         

ccacheのinstallおよび環境変数設定

まず、パッケージマネージャ(apt)を用いてccacheをinstallします。その後、ログイン時にccacheの設定が自動で反映されるように、~/.bashrcファイルを編集します。

      

makeコマンドでビルドする際の対応

Linuxでc言語開発をする場合、Makefileを使用します。ccacheを利用する場合は、以下のいずれかを行う必要があります。

  • Makefile内のCC、CXX変数を変更(例:CC=”ccache gcc”)
  • makeコマンド実行時にオプションを付ける事(例:make CC=”ccache gcc”)
  • コンパイラ指定変数(例:CC)の前に、”ccache”を付与

ccacheを有効にする場合は、gccコマンドの前に”ccache “文字列を付与しなければいけない制約があります。そのため、上記のように、Makefileを直接編集するか、makeのオプションでccacheの使用を明示します。簡単なMakefileの修正例を以下に示します。

      

ccacheの設定変更

オプション 説明
-c, –cleanup 古いファイルを削除し、サイズカウンタを再計算します。
-C, –clear 完全にキャッシュを削除します。
-F, –max-files=N キャッシュ内に格納できる最大ファイル数を設定します。通常は0(制限なし)。
-M, –max-size=SIZE キャッシュの最大サイズを設定します(◯G、◯M、◯Kという記述方法で指定。例:ccache -M 10G )
-s, –show-stats 統計情報(キャッシュヒット率、キャッシュ内のファイル数など)を表示します。
-z, –zero-stats 統計情報のカウンターをゼロクリア(初期化)します。

      

参考:ccache利用時のビルド時間

最後に、参考として、Linuxカーネルのビルド時間(ccache有り、無し)を比較します。使用したカーネルはVersion4.8.9(stable)、コンフィグはx86_64_defconfigです。計測時に使用したコマンドは、通常ビルド時がtime make -j8、ccache使用時がtime make CXX="ccache g++" CC="ccache gcc" -j8です。

各実行時間を以下の表に示します。
ccacheを利用した場合、二回目以降のビルドが劇的に早くなります。ちなみに、ccache公式のパフォーマンス測定では、約37倍の実行速度が示されています。

キャッシュの有無 実行時間 倍率
ccache無し(通常ビルド時) 6分28秒 1.00x
ccache有り(初回ビルド時、キャッシュ無し) 7分20秒 0.88x
ccache有り(二回目ビルド時、キャッシュ有り) 29秒 13.38x

         

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