针对Rust程序构建时间的不满，Oxide的工程团队展开了对整个编译过程的调查。
译自Where Does the Time Go? Rust’s Problem with Slow Compiles，作者 Joab Jackson 是 The New Stack 的高级编辑，负责云原生计算和系统操作的报道。他已经在IT基础设施和开发方面报道了超过25年，包括在IDG和Government Computer News的任职。在那之前，他...
虽然许多人对Rust编程语言的神奇之处赞不绝口，但一个持续存在的抱怨仍然层出不穷：编译Rust程序需要很长时间。
“我真的觉得当涉及到编译时间时，Rust社区患有集体斯德哥尔摩综合症。这太糟糕了。我知道修复这个问题很困难，但编译器离良好的生产力要求还差得很远，”Python Flask的创始人Armin Ronacher在X（以前被称为Twitter的平台）上写道。他对Rust编译速度慢的批评只是众多声音之一。
周一，Oxide在Discord上举办了一个虚拟聚会，讨论了这个问题。
编译时间的禅意
Oxide首席技术官Bryan Cantrill对长时间的编译并不陌生。
他回忆起在Sun Microsystems的某个时候，编译一个操作系统内核需要超过24小时才能完成。他承认，在漫长的构建过程中获得满足感，因为“编译花费很长时间是因为它正在为我解决真正困难的问题。”
但他也承认，长时间的构建也带来了困扰，一种沉重的感觉，认为这段时间可以用在其他地方，无论是对人还是对机器都是如此。
“最令人沮丧的一件事情之一是，当你作为程序员真的觉得Rust正在做一些它不需要做的工作时，” Cantrill说道。
因此，公司让工程师们努力找出为什么Rust应用程序需要这么长时间的问题。正如这次在线讨论所揭示的那样，这实际上成为了一场相当大的冒险...
Oxide如何使用Rust
一家专注于提供本地云设备的硬件公司，Oxide使用Rust构建其控制平面（“Omicron”）以及其他基础设施软件（Oxide的每个人似乎都喜欢Rust的先进包管理系统Cargo）。
这些项目一开始规模较小，但随着它们的不断扩大，编译时间变得越来越慢。Cantrill表示，当进行单一更改并查看结果时，这可能特别令人沮丧，因为这涉及大量重复构建。
更糟糕的是，随着编译时间的增长，要弄清楚构建的哪些部分占用了所有时间变得越来越困难。如果没有工具揭示它们最初构建时为什么需要这么长时间，构建时间就无法缩短。
Rust编译器被设计为经典的批处理编译器（尽管它已经扩展了一些增量功能），这意味着即使只进行了增量更改，您也必须等待整个应用的编译时间。执行cargo build命令，生成的构建时间可能会达到48秒、三分钟或更长时间。但在打破他们的流程之前，程序员只会等待一段时间，Cantrill观察到。
（来源：Oxide Discord）
cargo build --timings有一个标志，当调用时，提供了一个构建图，逐个crate地显示正在构建的内容以及构建每个crate需要多长时间。
在这些 crate 内部发生的情况仍然有些神秘，因此对其进行优化可能是一个挑战，Oxide 软件工程师肖恩·克莱恩（Sean Klein）表示：“关于接下来该去哪里，没有一个答案。有很多不同的答案，” 他说。
诸如cargo-llvm-lines 或cargo-bloat这样的工具可以显示生成的二进制文件为什么具有特定的大小，但这些测量只是估算编译时间本身的代理。
在单态化（Monomorphization）中存在一个明显的问题，这取决于你如何看待它，可能是 Rust 的一个特性或 bug。如果在应用程序的多个地方使用了一个小的通用函数，Rust 将为每种具体情况编译该通用函数。结果是：程序运行快，编译时间慢。
Oxide 工程师史蒂夫·克拉布尼克（Steve Klabnik）创建了一个消除所有这些通用函数重复构建的 10 行函数。“通过进行这个小改变，你可以帮助编译器不做太多的工作，”拉取请求文档写道。这从 Omicron 的构建时间中减少了五秒。
还致力于解决这个问题的是 Oxide 工程师雷恩·帕哈里亚（Rain Paharia），他在 Oxide 和在他们在Meta的前职位上花费了大量时间研究这个问题。
当一个 crate 被重新构建时，它的所有依赖也会以传递方式被重新构建，他们说。
例如，广泛使用的syn-crate，一个解析库具有约 15 个功能，程序的过程宏（一种方便的功能，用于在编译时扩展程序代码）可能调用其中的任何一个。
在编译时，所有这些功能都会被重新构建，而不管实际上调用了哪些...
“突然间，你有了这种可以构建的功能或功能集的组合爆炸。由于 syn 是如此核心，每一件依赖于 syn 的事物都会被重新构建，” 帕哈里亚说。“目前情况有点灾难。这一点都不好。”
问题解决了吗？
帕哈里亚构建了一些绕过问题的工具，如cargo-hakari，一个命令行应用程序，使用一个空 crate可以加速编译速度 20-25%。该 crate 指定了程序中处处使用的所有功能的联合，因此它们只会被编译一次，而不是多次。
他们发现 cargo-hakari 在一定程度上减少了构建时间... 但并非完全解决。因此，帕哈里亚使用了一个名为 "unit graph" 的新（不稳定的）Rust功能，该功能指定了构建过程中的每个原子步骤，构建依赖于应用程序的依赖图。
在研究输出时，帕哈里亚发现，尽管他们采取了预防措施，但由于各种隐晦的行为，比如 Rust 如何处理插件的 panic，以及 Rust 如何总体处理过程宏，编译器仍然在重新构建许多重复的对象。
此外，通过Build Scripts导入非 Rust 代码可能消耗大量资源。尽管 Oxide 团队似乎共同热爱 Build Scripts，即使它们在承受性能损耗的同时。
对 Rust 编译时间仍需进一步努力
Rust 确实有一个“self-profiling”标志，它会告诉你构建特定宏所需的时间。以 JSON 的形式提供了每个动作花费的时间轴，以“内部编译器传递”为单位，但如果没有大量后续分析，这对于了解不是很有用。
“这有点信息，但不像，你是在哪个模块上工作？” 克莱恩说。他指出，围绕这个输出还可以构建更多工具，以提供更多关于编译时间的洞察。
那么，为什么你的 Rust 编译时间这么慢呢？Magic 8球说：稍后再来检查。
完整的讨论可以在这里阅读。