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程序体积优化的十个小妙招

程序喵大人 程序喵大人 2022-08-22


大家好,我是程序喵,众所周知,前两天,小破站又上市了,慷慨的宣布要给员工加鸡腿,激动的喵哥一夜没睡好,万万妹想到啊,人算不如天算,公司真的发了鸡腿,没错,就是你想的那个。



鸡腿啥的不想了,我还是安心肝文章吧。。。


前一段时间在知乎上看到个问题:Linux如何优化可执行程序的体积?


在我们的日常工作中,一般对程序的体积都有严格的要求,有时候仅仅因为几字节的代码段体积或者多了几十毫秒的运行时间,整个项目就达不到验收标准,甚至不能成功上线。这里我抛砖引玉先提出几个思路,大家如果有好的优化策略欢迎打在评论区


大体思路有这些:

  1. 好好写代码,减小代码段体积,别人300代码的逻辑我们50行搞定,程序体积肯定有机会更小一些,这个就得考验开发者自己的编程功底了

  2. 如果是C++程序,可以尽量减少模板的使用,模板实例化可能会导致代码膨胀

  3. 不用引用没有用的头文件

  4. 使用strip,像脱衣服一样,移除程序的所有符号,这也是很多开发者常用的方式

  5. strip只会清除普通符号,不会动态符号表中的符号,某些动态符号其实也可以隐藏掉,进而来减小库的体积,可以使用-fvisibility=hidden命令

  6. 巧用.bss段,未初始化的全局变量和局部静态变量会存在.bss段中,这些变量不占用程序空间

  7. inline-limit:内联过多会导致代码段体积较大,可以通过此优化选项减少内联的数量

  8. 开启Os编译,这是产生较小代码体积的优化选项

  9. 适当使用编译选项-fdata-sections和-ffunction-sections

  10. 考虑链接动态库而非静态库


以上说的太笼统了?贴心如我早就准备好了,不谢~


strip使用

在Linux中可以使用man strip查看strip使用方法,最主要的就是移除所有符号的-s参数,用于清除所有的符号信息:


strip -s xxx


在使用strip之前先使用nm查看下可执行程序的符号信息:

~/test$ nm a.out0000000000200da0 d _DYNAMIC0000000000200fa0 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_000000000000089b t _GLOBAL__sub_I__Z4funcPc0000000000000930 R _IO_stdin_usedw _ITM_deregisterTMCloneTablew _ITM_registerTMCloneTable0000000000000852 t _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii00000000000007fa T _Z4funcPc000000000000081c T _Z4funciU _ZNSt8ios_base4InitC1Ev@@GLIBCXX_3.4U _ZNSt8ios_base4InitD1Ev@@GLIBCXX_3.40000000000201020 B _ZSt4cout@@GLIBCXX_3.40000000000000934 r _ZStL19piecewise_construct0000000000201131 b _ZStL8__ioinitU _ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc@@GLIBCXX_3.40000000000000b24 r __FRAME_END__0000000000000940 r __GNU_EH_FRAME_HDR0000000000201010 D __TMC_END__0000000000201010 B __bss_startU __cxa_atexit@@GLIBC_2.2.5w __cxa_finalize@@GLIBC_2.2.50000000000201000 D __data_start00000000000007b0 t __do_global_dtors_aux0000000000200d98 t __do_global_dtors_aux_fini_array_entry0000000000201008 D __dso_handle0000000000200d88 t __frame_dummy_init_array_entryw __gmon_start__0000000000200d98 t __init_array_end0000000000200d88 t __init_array_start0000000000000920 T __libc_csu_fini00000000000008b0 T __libc_csu_initU __libc_start_main@@GLIBC_2.2.50000000000201010 D _edata0000000000201138 B _end0000000000000924 T _fini0000000000000688 T _init00000000000006f0 T _start0000000000201130 b completed.76980000000000201000 W data_start0000000000000720 t deregister_tm_clones00000000000007f0 t frame_dummy000000000000083d T main0000000000000760 t register_tm_clones


当前这个可执行程序的文件大小是8840字节:

-rwxrwxrwx 1 a a 8840 Nov 29 14:54 a.out


使用strip清除符号信息:

~/test$ strip -s a.out


strip后再查看可执行文件的符号信息:

~/test$ nm a.out nm: a.out: no symbols


发现什么符号都没有了,但还是可以执行。


strip后的可执行程序文件大小是6120字节:

-rwxrwxrwx 1 a a 6120 Nov 29 14:54 a.out


具体可以看我这篇文章:《Linux有一个命令你一定要知道》


-fvisibility=hidden可以这样使用:

$ g++ -fvisibility=hidden -c layer.cxx -o layer.o


具体可以看:《硬核好文:原来编译链接还有这么多套路》


巧用.bss段:

看下面代码:

#include <stdio.h>
int a[1000];int b[1000] = {1};
int main() { printf("程序喵\n"); return 0;}


我们查看下文件大小和各个段大小:

$ gcc testlink.c -o test$ ls -l test-rwxrwxrwx 1 wzq wzq 12368 May 30 08:48 test$ size testtext data bss dec hex filename1512 4616 4032 10160 27b0 test


再看这段初始化的代码:

#include <stdio.h>
int a[1000] = {1};int b[1000] = {1};
int main() { printf("程序喵\n"); return 0;}


再查看下文件大小和各个段大小:

$ gcc testlink.c -o test$ ls -l test-rwxrwxrwx 1 wzq wzq 16368 May 30 08:49 test$ size testtext data bss dec hex filename1512 8616 8 10136 2798 test


可以看到仅仅是做了一次初始化,文件大小就从12368变成了16368,正好是初始化了的那a[1000]的大小,这4000字节从.bss段移动到了.data段,程序大小增加了,这里可以看出.bss段不占据磁盘空间。


具体可以看:《谈谈程序链接及分段那些事》


巧用-fdata-sections和-ffunction-sections:


现在的程序和库通常来讲都很大,一个目标文件可能包含成百上千个函数或变量,当需要用到某个目标文件的任意一个函数或变量时,就需要把它整个目标文件都链接进来,也就是说那些没有用到的函数也会被链接进去,这会导致链接输出文件变的很大,造成空间浪费。


有一个编译选项叫函数级别链接,可以使得某个函数或变量单独保存在一个段里面,都链接器需要用到某个函数时,就将它合并到输出文件中,对于没用到的函数则将他们抛弃,减少空间浪费,但这会减慢编译和链接过程,GCC编译器的编译选项是:


-ffunction-sections -fdata-sections


具体可以看:《程序一定要从main函数开始运行吗?》


最后,大家有什么好的优化策略欢迎在留言区留言。




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