Как использовать команду времени в Linux

Фатмавати Ахмад Заенури/Shutterstock.com

Хотите знать, как долго выполняется процесс и многое другое? Команда Linux time возвращает статистику времени, предоставляя вам отличную информацию о ресурсах, используемых вашими программами.

время имеет много родственников

Существует много дистрибутивов Linux и различных Unix-подобных операционных систем. У каждого из них есть командная оболочка по умолчанию. Наиболее распространенная оболочка по умолчанию в современных дистрибутивах Linux – это оболочка bash. Но есть много других, таких как оболочка Z (zsh) и оболочка Korn (ksh).

Все эти оболочки содержат собственную команду time , либо как встроенную команду, либо как зарезервированное слово. Когда вы набираете time в окне терминала, оболочка выполнит свою внутреннюю команду вместо использования двоичного файла GNU time , который предоставляется как часть вашего дистрибутива Linux.

Мы хотим использовать версию time для GNU, потому что она имеет больше опций и более гибка.

Во сколько побежит?

Вы можете проверить, какая версия будет работать, используя команду type . type сообщит вам, будет ли оболочка обрабатывать вашу инструкцию самостоятельно со своими внутренними процедурами или передавать ее в двоичный файл GNU.

в окне терминала введите слово type , пробел, а затем слово time и нажмите Enter.

 время ввода 

Мы можем видеть, что в оболочке bash time является зарезервированным словом. Это означает, что Bash по умолчанию будет использовать свои внутренние процедуры time .

 время ввода 

В оболочке Z (zsh) time является зарезервированным словом, поэтому процедуры внутренней оболочки будут использоваться по умолчанию.

 время ввода 

В оболочке Korn time является ключевым словом. Внутренняя процедура будет использоваться вместо команды GNU time .

Запуск команды времени GNU

Если оболочка в вашей системе Linux имеет внутреннюю подпрограмму time , вам нужно быть явным, если вы хотите использовать двоичный файл GNU time . Вы должны либо:

• Укажите полный путь к двоичному файлу, например, /usr/bin/time . Запустите команду which time , чтобы найти этот путь.
• Используйте время команды .
• Используйте обратную косую черту, например, \ time .

Команда which time дает нам путь к двоичному файлу.

Мы можем проверить это, используя /usr/bin/time в качестве команды для запуска двоичного файла GNU. Это работает. Мы получаем ответ от команды time о том, что мы не предоставили никаких параметров командной строки для работы с ним.

Ввод command time также работает, и мы получаем ту же информацию об использовании из time . Команда command указывает оболочке игнорировать следующую команду, чтобы она обрабатывалась вне оболочки.

Использование символа \ перед именем команды аналогично использованию command перед именем команды.

Самый простой способ убедиться, что вы используете двоичный файл GNU time , – это использовать обратную косую черту.

 время 

 \ время 

time вызывает версию времени shell . \ time использует time двоичный файл .

Использование команды времени

Давайте время некоторые программы. Мы используем две программы, которые называются loop1 и loop2 . Они были созданы из loop1.c и loop2.c. Они не делают ничего полезного, кроме демонстрации последствий одного типа неэффективности кодирования.

Это loop1.c. Длина строки требуется в двух вложенных циклах. Длина получается заранее, за пределами двух вложенных циклов.

 #include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"
int main (int argc, char * argv [])
{
int i, j, len, count = 0;
char szString [] = "как-то-как-то-надо-как-то-как-то-надо-как-то?"
// получаем длину строки один раз, вне циклов
len = strlen (szString);
для (j = 0; j <500000; j ++) {
для (i = 0; i 

Это loop2.c. Длина строки получается раз за разом для каждого цикла внешнего цикла. Эта неэффективность должна проявиться во времени.

 #include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.час"
int main (int argc, char * argv [])
{
int i, j, count = 0;
char szString [] = "как-то-как-то-надо-как-то-как-то-надо-как-то?"
для (j = 0; j <500000; j ++) {
// получая длину строки каждые
// время запуска цикла
for (i = 0; i 

Давайте запустим программу  loop1  и используем  time  для измерения ее производительности.

 \ time ./loop1 




Теперь давайте сделаем то же самое для  loop2 .

 \ time ./loop2 




Это дало нам два набора результатов, но они в действительно ужасном формате. Мы можем сделать что-нибудь об этом позже, но давайте выберем немного информации из результатов.


Когда программы работают, есть два режима выполнения, между которыми они переключаются. Они называются  пользовательский режим  и  режим ядра .


Вкратце, процесс в пользовательском режиме не может напрямую обращаться к аппаратной или эталонной памяти вне своего собственного выделения. Чтобы получить доступ к таким ресурсам, процесс должен делать запросы к ядру. Если ядро ​​подтверждает запрос, процесс переходит в режим ядра до тех пор, пока требование не будет выполнено. Затем процесс переключается обратно на выполнение в пользовательском режиме.


Результаты для  loop1  говорят нам, что  loop1  провел 0,09 секунды в пользовательском режиме. Он либо провел нулевое время в режиме ядра, либо время в режиме ядра слишком мало, чтобы его можно было зарегистрировать после его округления в меньшую сторону. Общее прошедшее время составило 0,1 секунды.  loop1  награждается в среднем 89% процессорного времени в течение всего времени, прошедшего с начала.


Неэффективная программа  loop2  выполнялась в три раза дольше. Общее прошедшее время составляет 0,3 секунды. Продолжительность обработки в пользовательском режиме составляет 0,29 секунды. Ничто не регистрируется в режиме ядра.  loop2  награждается в среднем 96% процессорного времени за время его работы.


Форматирование вывода



Вы можете настроить вывод из  time , используя строку формата. Строка формата может содержать текст и спецификаторы формата. Список спецификаторов формата можно найти на странице руководства для  time . Каждый из спецификаторов формата представляет собой часть информации.


Когда строка печатается, спецификаторы формата заменяются фактическими значениями, которые они представляют. Например, спецификатором формата для процента процессора является буква  P . Чтобы указать  time , что спецификатор формата - это не просто обычная буква, добавьте к нему знак процента, например % P . Давайте использовать это в качестве примера.


Опция  -f  (строка формата) используется, чтобы сообщить  time , что ниже следует строка формата.


Наша строка формата будет печатать символы «Program:» и название программы (и любые параметры командной строки, которые вы передаете программе). Спецификатор формата % C  обозначает «Имя и аргументы командной строки синхронизируемой команды».  \ n  заставляет вывод перемещаться на следующую строку.


Существует множество спецификаторов форматов, и они чувствительны к регистру, поэтому убедитесь, что вы вводите их правильно, когда делаете это для себя.


Далее мы собираемся напечатать символы «Общее время:», а затем значение общего прошедшего времени для этого запуска программы (представленного как % E ).


Мы используем  \ n , чтобы задать еще одну новую строку. Затем мы напечатаем символы «Пользовательский режим (ы)», а затем значение времени ЦП, проведенного в пользовательском режиме, обозначенное % U .


Мы используем  \ n , чтобы задать еще одну новую строку. На этот раз мы готовимся к значению времени ядра. Мы печатаем символы «Kernel Mode (s)», за которыми следует спецификатор формата для процессорного времени, проведенного в режиме ядра, который равен % S .


Наконец, мы собираемся напечатать символы « \ n  CPU:», чтобы дать нам новую строку и заголовок для этого значения данных. Спецификатор формата % P  даст средний процент процессорного времени, использованного синхронизированным процессом.


Вся строка формата заключена в кавычки. Мы могли бы включить некоторые символы  \ t  для размещения вкладок в выводе, если бы мы были суетливы относительно выравнивания значений.

 \ time -f "Программа:% C \ nОбщее время:% E \ nИспользуемые режимы (ы)% U \ nКоннельные режимы (ы)% S \ nCPU:% P" ./loop1 




Отправка вывода в файл



Чтобы вести учет времени проведенных вами тестов, вы можете отправить вывод из  time  в файл. Для этого используйте параметр  -o  (output). Вывод вашей программы все равно будет отображаться в окне терминала.Это только вывод из  time , который перенаправляется в файл.


Мы можем перезапустить тест и сохранить вывод в файл  test_results.txt  следующим образом:

 \ time -o test_results.txt -f "Программа:% C \ nОбщее время:% E \ nИспользуемые режимы (ы)% U \ nКоннельные режимы (ы)% S \ nCPU:% P" ./loop1
 cat test_results.txt 




Выходные данные программы  loop1  отображаются в окне терминала, а результаты  time  отправляются в файл  test_results.txt .


Если вы хотите захватить следующий набор результатов в том же файле, вы должны использовать параметр  -a  (append) следующим образом:

 \ time -o test_results.txt -a -f "Программа:% C \ nОбщее время:% E \ nПользовательский режим (ы)% U \ nКернелевые режимы (ы)% S \ nCPU:% P" ./loop2 
 cat test_results.txt 




Теперь должно быть понятно, почему мы использовали спецификатор формата % C , чтобы включить имя программы в вывод из строки формата.


И у нас нет времени



Вероятно, наиболее полезная для программистов и разработчиков для тонкой настройки их кода, команда  time  также полезна для любого, кто хочет узнать немного больше о том, что происходит под капотом каждый раз, когда вы запускаете программу.