为何C++ Unity构建会生成更小的二进制文件

给定文件结构如下：

1.cc include common.h 
2.cc include common.h
unity_build.cc include 1.cc and 2.cc

已知编译unity_build.cc比单独编译1.cc和2.cc更快，原因是common.h仅被展开一次，整体编译代码量更少。但为何生成的二进制文件体积更小？链接器不是会移除重复符号吗？

主要有这几个关键原因：

• 内联函数的重复实例化问题
  单独编译时，common.h中的内联函数会在每个.cc文件里生成一份实例。虽然理论上链接器可以合并重复的内联实现，但实际中多数链接器不会做这个优化——尤其是内联函数体较小时，链接器会直接保留多份副本，不会花费资源去识别合并。而unity build里内联函数只被实例化一次，自然没有重复冗余。

• 模板实例化的一致性优化
  如果common.h包含模板，单独编译时每个.cc文件都会实例化相同的模板（比如std::vector<int>）。链接器虽能处理重复模板符号，但不同编译单元生成的模板实例可能因编译选项、上下文细微差异（比如局部宏定义），导致链接器无法识别它们完全相同，最终保留多份。unity build中模板仅实例化一次，不存在这类问题。

• 编译器全局优化的空间更大
  unity build把所有代码放在一个编译单元，编译器能做全局视角的优化：比如识别出某些函数仅内部调用，直接内联或彻底删除；或者合并相同的常量数据（如字符串字面量、常量数组）。单独编译时编译器只能看到单个.cc文件的代码，无法跨单元做这些优化，链接器也很难补全这类优化。

• 链接器去重的局限性
  链接器的重复符号移除主要针对全局函数/变量（非static符号），但对于局部静态变量、匿名命名空间内的符号，链接器无法判断它们是否重复——这些符号作用域是单个编译单元，即使内容完全一致，链接器也会视为不同符号并保留多份。unity build里这类符号只会生成一次，自然减少了体积。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者zcfh