Ninja¤

Ninja est un outil de build système conçu pour être rapide. Il est souvent utilisé pour compiler de gros projets C/C++ comme LLVM, Chromium ou Android. Ninja est écrit en C++ et est distribué sous licence Apache 2.0. Il a été conçu pour gérer efficacement de très gros projets, tels que Chromium, LLVM ou Android, où des milliers de fichiers peuvent être compilés et liés. Il a été créé en tant qu'alternative à Make, pour résoudre des problèmes de performance dans des scénarios de compilation à grande échelle. Ninja est particulièrement optimisé pour la vitesse d'exécution, en évitant de faire plus de travail que nécessaire.

L'objectif de Ninja est simple : minimiser le temps nécessaire à la compilation incrémentale, c'est-à-dire le temps requis pour recompiler uniquement les fichiers qui ont été modifiés ou leurs dépendances, sans avoir à recompiler tout le projet.

Principe de fonctionnement¤

Ninja fonctionne avec des fichiers de build appelés build.ninja, qui contiennent les règles de compilation. Ces fichiers sont semblables aux Makefile, mais beaucoup plus simples et compacts. Voici comment fonctionne Ninja :

Fichiers d'entrée simplifiés : Ninja ne génère pas ses fichiers de configuration de manière manuelle, contrairement à Make, où les développeurs doivent souvent écrire de longs et complexes Makefile. Les fichiers build.ninja sont généralement générés par un outil de configuration externe (comme CMake, GN ou Meson).
Graphes de dépendance : Ninja crée un graphe des dépendances pour déterminer quelles parties du projet doivent être reconstruites en fonction des changements dans les fichiers source.
Compilation incrémentale rapide : Ninja détecte les fichiers modifiés et ne recompile que ce qui est nécessaire. Il optimise également le parallélisme en construisant plusieurs fichiers simultanément, en fonction des cœurs CPU disponibles.
Pas de fonctionnalités inutiles : Ninja se concentre uniquement sur le build. Il n’inclut pas de fonctionnalités additionnelles comme l'installation, le nettoyage (clean), etc., qui sont souvent présentes dans d'autres systèmes comme Make. Il délègue ces tâches à des outils externes.

Avantages par rapport à Make¤

Vitesse : Ninja est conçu pour être plus rapide que Make, particulièrement pour les builds incrémentaux. Il minimise le temps de reconfiguration et de relance des builds en évitant des vérifications inutiles.
Optimisation du parallélisme : Ninja est plus efficace que Make pour tirer parti des systèmes multi-cœurs. Il calcule mieux les dépendances et s'assure que le maximum de tâches est lancé en parallèle.
Simplicité des fichiers de build : Les fichiers build.ninja sont simples, épurés et plus rapides à lire pour l'outil. Cela contraste avec les Makefile, souvent longs et difficiles à maintenir.
Moins d'ambiguïté : Ninja évite certains pièges de Make, comme la nécessité de suivre des conventions implicites. Ninja est explicite et ne laisse pas de place à des comportements ambigus.
Aucun overhead de fonctionnalités inutiles : Ninja se concentre exclusivement sur la compilation et ne se charge pas d'autres tâches comme l'installation ou le nettoyage. Cela réduit la complexité du processus de build.
Build déterministe : Ninja est conçu pour être déterministe, c'est-à-dire que si l'état du système est identique, le build produit sera identique, ce qui n'est pas toujours le cas avec Make.

Ci-dessous un tableau comparatif entre Make et Ninja.

Comparaison entre Make et Ninja
Caractéristiques	Make	Ninja
Performance	Plus lent pour les gros projets	Conçu pour être extrêmement rapide
Configuration	Fichiers `Makefile` manuellement écrits	Fichiers `build.ninja` souvent meta-générés
Parallélisme	Support, mais moins optimisé	Très performant avec des builds parallèles
Complexité	Peut être très complexe et verbeux	Fichiers simples et explicites
Objectif	Outil généraliste	Conçu uniquement pour la compilation rapide
Dépendances	Manuelle, souvent avec des outils externes	Détection automatique des dépendances
Fonctionnalités	Supporte des tâches additionnelles	Focus uniquement sur la compilation

Installation¤

Pour installer Ninja, il suffit de télécharger l'exécutable ou d'utiliser un gestionnaire de paquets. Par exemple :

UbuntumacOSWindows

sudo apt-get install ninja-build

brew install ninja

Aucune idée... À vous de chercher.

Exemple de fichier `build.ninja`¤

Un fichier simple build.ninja pourrait ressembler à ceci :

rule cc
  command = gcc -c $in -o $out
  description = Compiling $in

rule link
  command = gcc $in -o $out
  description = Linking $out

build foo.o: cc foo.c
build bar.o: cc bar.c
build my_program: link foo.o bar.o

Dans cet exemple, Ninja exécute deux étapes principales :

Compilation (cc), qui compile les fichiers .c en .o.
Linkage (link), qui prend les fichiers objets .o et les lie pour produire l'exécutable final my_program.

Une fois que le fichier build.ninja est généré, vous pouvez compiler votre projet en exécutant simplement la commande :

ninja

Cela lancera la compilation en fonction des règles définies dans le fichier build.ninja, avec des optimisations pour la compilation incrémentale et le parallélisme.

Discussion¤

Contrairement à make, ninja ne permet pas de définir des règles de manière dynamique. Cela signifie que vous ne pouvez pas générer des règles de compilation en fonction de l'état du système ou d'autres paramètres. Cela peut être un inconvénient pour certains projets, mais cela permet également de garantir une certaine déterminisme dans le processus de build.

Par exemple avec Make, on peut définir la règle suivante qui est une règle générique pour compiler tous les fichiers .c en fichiers .o.

%.o: %.c
    $(CC) -o $@ -c $< $(CFLAGS) -MMD -MP

Cette règle est souvent associée à une autre règle pour récupérer les fichiers sources automatiquement :

SRCS := $(wildcard *.c)
OBJS := $(SRCS:.c=.o)

Avec Ninja, vous devez définir explicitement chaque règle de compilation, ce qui peut être fastidieux pour les projets de grande taille. C'est pour cette raison que l'outil est souvent utilisé en conjonction avec des outils de configuration comme CMake ou Meson qui génèrent les fichiers build.ninja pour vous.

Ninja n'est donc pas un outil destiné à être utilisé manuellement pour chaque projet, mais plutôt comme un outil de build système pour des projets plus importants où la vitesse et l'efficacité sont des priorités.