Windows 安装与配置 ccache ——编译加速实用教程

https://github.com/ccache/ccache/releases/tag/v4.12 版本 4.12 ·ccache/ccache

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一、ccache 介绍

ccache（Compiler Cache）是一个编译结果缓存工具，可以大幅减少重复编译的耗时。在深度学习框架（如 PaddlePaddle、PyTorch、TensorFlow）从源码构建或二次编译扩展时，ccache 能显著缩短构建时间。

原理：ccache 会缓存编译结果，当源文件和编译参数未变化时，直接复用缓存，而不是重新编译。

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二、下载 ccache for Windows

1. 访问 GitHub 官方发布页：
   https://github.com/ccache/ccache/releases

2. 选择最新版本的 Windows 预编译包，例如：
   ccache-4.12-windows-x86_64.zip

3. 下载后解压到固定路径，推荐简洁目录，例如：

D:\Tools\ccache\
├── ccache.exe
├── ...

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三、配置环境变量

1. 打开系统环境变量设置：

   • 右键 此电脑 → 属性 → 高级系统设置

   • 点击 环境变量

2. 添加 ccache 路径到 PATH：

   • 在“系统变量”中找到 Path

   • 点击“编辑”，添加：

     D:\Tools\ccache\
     

3. 保存并关闭。

4. 打开新的命令行窗口，验证是否生效：

ccache --version

如果能正确显示版本号，则说明配置成功。

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四、配置编译器代理

ccache 通过代理 gcc/clang/nvcc 等编译器来实现缓存。常见做法有两种：

方案 1：创建同名软链接（推荐）

将 ccache 链接为 gcc、g++、clang 等工具，让编译系统无感知启用缓存。

在 PowerShell 执行：

cd D:\Tools\ccache\
New-Item -ItemType SymbolicLink -Name "gcc.exe" -Target "ccache.exe"
New-Item -ItemType SymbolicLink -Name "g++.exe" -Target "ccache.exe"

如果用 MSVC 构建，可同样创建 cl.exe 链接。

方案 2：设置环境变量（不改动文件）

可以直接设置编译器替换变量：

set CC=ccache gcc
set CXX=ccache g++

注意：此方式仅在当前命令行会话有效，关闭后失效。适合临时构建。

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五、配置缓存目录与大小（可选）

ccache 默认缓存存放在用户目录，可以改到更快的磁盘（如 NVMe）：

ccache --set-config=cache_dir=D:\ccache_cache
ccache --set-config=max_size=10G

查看当前配置：

ccache --show-config

查看统计信息：

ccache -s

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六、验证加速效果

1. 编译任意 C/C++ 项目两次：
   第一次编译会花费正常时间，第二次应明显加速。

2. 通过统计命中率确认缓存是否生效：

ccache -s

输出示例：

cache hit (direct)                 80
cache hit (preprocessed)           12
cache miss                         20

命中率越高，加速效果越好。

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七、在 AI 框架源码编译中的应用

以 PaddlePaddle 为例：

set CC=ccache gcc
set CXX=ccache g++
python setup.py build

编译完成后，再次运行上述命令会发现构建显著提速。

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八、维护与清理

定期清理缓存，释放磁盘空间：

ccache -C   # 清空缓存
ccache -z   # 重置统计信息

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这一教程覆盖了：

✅ 下载与安装
✅ 环境变量配置
✅ 编译器集成
✅ 缓存路径和大小优化
✅ 统计和验证命中率
✅ 在深度学习框架编译中的实战应用

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 ccache 工作原理流程图

图解说明

• A → B：ccache 拦截编译请求

• 命中缓存：直接返回编译产物，跳过编译步骤

• 未命中缓存：调用真实编译器进行编译，再将结果写入缓存，供下次复用

• 最终输出交回构建系统继续链接或打包

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Windows 环境变量 + 符号链接配置示意图

图解说明

• PATH 搜索顺序：Windows 会按顺序查找可执行文件，先找到 D:\Tools\ccache\gcc.exe，实际上是指向 ccache.exe 的符号链接。

• ccache.exe：拦截编译命令，先检查缓存是否可用。

• 命中缓存：直接返回已编译目标文件，跳过真实编译。

• 未命中缓存：调用真实编译器（如 MinGW 的 gcc.exe），完成编译并将结果写入缓存。

这样用户就能形象理解：通过调整 PATH 和创建符号链接，ccache 成为编译器的“透明代理”，整个构建系统无需修改即可获得加速效果。