程序体积优化的十个小妙招

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.out
0000000000200da0 d _DYNAMIC
0000000000200fa0 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
000000000000089b t _GLOBAL__sub_I__Z4funcPc
0000000000000930 R _IO_stdin_used
w _ITM_deregisterTMCloneTable
w _ITM_registerTMCloneTable
0000000000000852 t _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii
00000000000007fa T _Z4funcPc
000000000000081c T _Z4funci
U _ZNSt8ios_base4InitC1Ev@@GLIBCXX_3.4
U _ZNSt8ios_base4InitD1Ev@@GLIBCXX_3.4
0000000000201020 B _ZSt4cout@@GLIBCXX_3.4
0000000000000934 r _ZStL19piecewise_construct
0000000000201131 b _ZStL8__ioinit
U _ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc@@GLIBCXX_3.4
0000000000000b24 r __FRAME_END__
0000000000000940 r __GNU_EH_FRAME_HDR
0000000000201010 D __TMC_END__
0000000000201010 B __bss_start
U __cxa_atexit@@GLIBC_2.2.5
w __cxa_finalize@@GLIBC_2.2.5
0000000000201000 D __data_start
00000000000007b0 t __do_global_dtors_aux
0000000000200d98 t __do_global_dtors_aux_fini_array_entry
0000000000201008 D __dso_handle
0000000000200d88 t __frame_dummy_init_array_entry
w __gmon_start__
0000000000200d98 t __init_array_end
0000000000200d88 t __init_array_start
0000000000000920 T __libc_csu_fini
00000000000008b0 T __libc_csu_init
U __libc_start_main@@GLIBC_2.2.5
0000000000201010 D _edata
0000000000201138 B _end
0000000000000924 T _fini
0000000000000688 T _init
00000000000006f0 T _start
0000000000201130 b completed.7698
0000000000201000 W data_start
0000000000000720 t deregister_tm_clones
00000000000007f0 t frame_dummy
000000000000083d T main
0000000000000760 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 test
text   data     bss     dec  hex  filename
1512   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 test
text   data     bss     dec     hex filename
1512   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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