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shell获取时间的相关命令

时间:2013-10-17 00:19来源:茄子_2008 作者:本站 举报 点击:
Linux shell获取时间和时间间隔(ms级别)


说明:在进行一些性能测试的时候,有时候我们希望能计算一个程序运行的时间,有时候可能会自己写一个shell脚本方便进行一些性能测试的控制(比如希望能运行N次取平均值等),总之,这其中有一个需求可能就是获取一个时间戳或时间差。


1. Linux shell获取时间的相关命令

time命令:获取一个程序的执行时间,可以获取到实际运行时间以及程序在用户态和内核态分别的时间,大部分的性能测试,可能只需要关注实际时间。

time命令的使用就很简单了,在原有的要运行的程序(可执行文件、脚本等任何可执行程序)之前加上time即可。

问题一:time命令的常用选项

使用time,常用的选项是:-f和-p。其中-f后面指定一个格式串,控制time的输出的格式,默认的time输出是real、user、sys三行以xmxxx.xxxs的格式输出,通过-f可以控制。

-p选项也是格式,表示使用posix标准的格式,主要的区别是显示的时间都是以s为单位的,具体关于格式的问题参考man time的帮助内容就知道了。

PS:-f选项没法工作?弄不清楚为何-f和-o等选项都无法工作,知道的请补充。(-p是工作的)

另一种控制格式的方法是设置TIMEFORMAT环境变量,具体参考man time可以知道这些格式控制符分别表示什么。举例如下:


[plain]view plaincopyprint?
#time pwd 
/home/sgeng2 
real    0m0.000s 
user    0m0.000s 
sys 0m0.000s 
#export TIMEFORMAT="real time %E, user time %U,sys time %S" 
#time pwd 
/home/sgeng2 
real time 0.000, user time 0.000,sys time 0.000 
#time -p pwd 
/home/sgeng2 
real 0.00 
user 0.00 
sys 0.00 
#


#time pwd
/home/sgeng2

real	0m0.000s
user	0m0.000s
sys	0m0.000s
#export TIMEFORMAT="real time %E, user time %U,sys time %S"
#time pwd
/home/sgeng2
real time 0.000, user time 0.000,sys time 0.000
#time -p pwd
/home/sgeng2
real 0.00
user 0.00
sys 0.00
#
PS:很奇怪,感觉time的有些格式和上面的选项一样,好像不完全工作,总之,关系不大,格式并不重要,一般使用-p以秒作为单位就足够了。



问题二:time命令的输出的问题

上面已经说到,好像-o选项并不工作,那么,我们就只能自己想办法了。有时候写脚本,就希望把time的结果输出到文件中,然后可能会根据time的输出进行一些处理,比如提取出real时间等。显然,大家能想到的是重定向了,至于重定向的使用这里显然不准备讨论(太复杂),只是提示一点:time命令的输出结果是输出到stderr的,不是stdout,所以进行重定向的时候要注意了。看懂下面的例子基本就能理解了:


[plain]view plaincopyprint?


#time pwd 
/home/sgeng2 
real    0m0.000s 
user    0m0.000s 
sys 0m0.000s 
#time pwd > out.txt  
real    0m0.000s 
user    0m0.000s 
sys 0m0.000s 
#cat out.txt  
/home/sgeng2 
#time pwd 2> out.txt  
/home/sgeng2 
real    0m0.000s 
user    0m0.000s 
sys 0m0.000s 
#cat out.txt  
#(time pwd) 2> out.txt  
/home/sgeng2 
#cat out.txt  
real    0m0.000s 
user    0m0.000s 
sys 0m0.000s 
#(time pwd) >& out.txt  
#cat out.txt  
/home/sgeng2 
real    0m0.000s 
user    0m0.000s 
sys 0m0.000s 
#


#time pwd
/home/sgeng2

real	0m0.000s
user	0m0.000s
sys	0m0.000s
#time pwd > out.txt 

real	0m0.000s
user	0m0.000s
sys	0m0.000s
#cat out.txt 
/home/sgeng2
#time pwd 2> out.txt 
/home/sgeng2

real	0m0.000s
user	0m0.000s
sys	0m0.000s
#cat out.txt 
#(time pwd) 2> out.txt 
/home/sgeng2
#cat out.txt 

real	0m0.000s
user	0m0.000s
sys	0m0.000s
#(time pwd) >& out.txt 
#cat out.txt 
/home/sgeng2

real	0m0.000s
user	0m0.000s
sys	0m0.000s
#
PS:这里更多的是涉及到的和重定向相关的内容,所以不会详细分析每一个例子。说明的是注意time pwd 2> out.txt和(time pwd) 2> out.txt的区别,前面一个的含义是把pwd的结果stderr重定向到out.txt,相当于"time (pwd 2> out.txt)"的结果。



date命令

关于date命令的使用,百度一把一大堆,就不重复了,例如可以参考:http://xingfujie.blog.51cto.com/2791569/637223

这里只说明一下几个常见的问题:

问题一:date的%s和%N

date中有很多控制格式的,其中%s是获取当前时间距离1970-01-01 00:00:00 UTC的时间差。date的其它很多格式控制都是控制当前时间的输出格式而已,比如只输出时分秒,只输出年月日等等,其中%N也是这一类,%N输出的是当前时间的纳秒部分,由于date并没有毫秒等级别的输出,所以在秒以下的内容都属于纳秒部分。所以从这个角度说,date是可以很精确的,可以达到纳秒级别。

问题二:获取一个时间戳

有时候会使用时间戳,或者随机数,UUID这样的东西,百度一下也有相关文章(比如搜索”shell date随机数“等)。一般来说,可以用%s和%N组合的方式就没问题,同一秒内,两次运行%N肯定不会一样,所以%s和%N组合能得到一个唯一数。


[plain]view plaincopyprint?


 

#date +%s.%N
1337435374.969263560
#date +%s+%N
1337435377+310281496
#date +%s_%N
1337435381_209334510
#date +%s_%N
1337435383_169263078
#date +%s_%N
1337435383_830009679
#
PS:有时候可能希望用一个”唯一“的东西来对文件命名等,就可以加上时间戳了。


2. Linux shell获取时间差(使用date命令)

至于使用time命令,其本身就是获取一个时间差,但是显然,time只适用于一些简单的情况,因为后面的参数是可以执行的内容,有时候可能需要执行多条命令,用time就比较麻烦。

(1) 秒为单位

date获取的是”当前时间“,显然,两次运行date就可以得到一个时间差,理论上,可以使用很多格式来表示date的输出,从而计算时间差,但是,显然,最直接的方式就是使用%s了,这样直接就可以计算出一个时间差,不需要那么复杂的shell字符串处理了。如下:


[plain]view plaincopyprint?
  1. #start=$(date +%s) && sleep 2 && end=$(date +%s) && echo $(( $end - $start ))  

  2. 2  

  3. #start=$(date +%s) && sleep 3 && end=$(date +%s) && echo $(( $end - $start ))  

  4. 3  

  5. #  

#start=$(date +%s) && sleep 2 && end=$(date +%s) && echo $(( $end - $start ))
2
#start=$(date +%s) && sleep 3 && end=$(date +%s) && echo $(( $end - $start ))
3
#

当然,这里是在terminal中测试的,所以用&&连续执行这些命令,对于脚本,一行一行的写就很好了。。。。



[plain]view plaincopyprint?
  1. start=$(date +%s)  

  2. ...what to do for timing...  

  3. end=$(date +%s)  

  4. time=$(( $end - $start ))  

  5. echo $time  

start=$(date +%s)
...what to do for timing...
end=$(date +%s)
time=$(( $end - $start ))
echo $time


(2) ms为单位

更多的性能测试等场合获取时间差,有可能希望精确到ms。事实上,使用date是可以达到ms的。直接上代码吧。


[plain]view plaincopyprint?
  1. #! /bin/bash  

  2. #filename: test.sh  



  3. # arg1=start, arg2=end, format: %s.%N  

  4. function getTiming() {  

  5.    start=$1  

  6.    end=$2  


  7.    start_s=$(echo $start | cut -d '.' -f 1)  

  8.    start_ns=$(echo $start | cut -d '.' -f 2)  

  9.    end_s=$(echo $end | cut -d '.' -f 1)  

  10.    end_ns=$(echo $end | cut -d '.' -f 2)  



  11. # for debug..  

  12. #    echo $start  

  13. #    echo $end  



  14.    time=$(( ( 10#$end_s - 10#$start_s ) * 1000 + ( 10#$end_ns / 1000000 - 10#$start_ns / 1000000 ) ))  



  15.    echo "$time ms"  

  16. }  





  17. echo "This is only a test to get a ms level time duration..."  

  18. start=$(date +%s.%N)  

  19. ls >& /dev/null    # hey, be quite, do not output to console....  

  20. end=$(date +%s.%N)  



  21. getTiming $start $end  

#! /bin/bash
#filename: test.sh


# arg1=start, arg2=end, format: %s.%N
function getTiming() {
    start=$1
    end=$2
   
    start_s=$(echo $start | cut -d '.' -f 1)
    start_ns=$(echo $start | cut -d '.' -f 2)
    end_s=$(echo $end | cut -d '.' -f 1)
    end_ns=$(echo $end | cut -d '.' -f 2)


# for debug..
#    echo $start
#    echo $end


    time=$(( ( 10#$end_s - 10#$start_s ) * 1000 + ( 10#$end_ns / 1000000 - 10#$start_ns / 1000000 ) ))


    echo "$time ms"
}




echo "This is only a test to get a ms level time duration..."
start=$(date +%s.%N)
ls >& /dev/null    # hey, be quite, do not output to console....
end=$(date +%s.%N)


getTiming $start $end
PS:这个代码是一个简单的测试,可以获取到ls命令执行的时间,相信其执行时间已经够短了,如果你需要获取的时间差在ms以下,相信你不会使用shell了,嘿嘿,自然要靠C去弄了。


结果如下:


[html]view plaincopyprint?
  1. #./test.sh  

  2. This is only a test to get a ms level time duration...  

  3. 3 ms  

  4. #./test.sh  

  5. This is only a test to get a ms level time duration...  

  6. 2 ms  

  7. #./test.sh  

  8. This is only a test to get a ms level time duration...  

  9. 2 ms  

  10. #  

#./test.sh 
This is only a test to get a ms level time duration...
3 ms
#./test.sh 
This is only a test to get a ms level time duration...
2 ms
#./test.sh 
This is only a test to get a ms level time duration...
2 ms
#


还满意吧,能获取到这么短的时间。当然,理论上可以获取到以ns为单位的时间差,但是,个人觉得用shell去弄这么小的时间差,你觉得准确么。。。

说明:

上面的代码的思路,其实很简单了,%s为距离标准时间的秒数,%N为当前时间的秒以下的部分,那么显然,%s和%N就表示了当前时间的完整时间戳,两个时间戳就差值就是时间差,问题就是如何处理的问题,大概就是:先使用%s.%N的格式获取到start和end时间,然后利用cut命令从start和end中获取到“.“前面的秒的部分和后面的纳秒的部分(说明:这里的在%s和%N之间插入点,只是作为分隔的作用,任何可能的字符都是可以的,只要能被cut分开就行);然后,用秒的部分相减,得到秒的差值,转换为毫秒的差值;然后,把纳秒的部分转换为毫秒之后求差值(可能为负数);最后,两个差值相加就是真正的以毫秒为单位的差值了。很容易理解,关键是cut的使用,对于shell高手来说,应该有很多方法可以对字符串提取,但是对于我这样的非shell高手,要自己用awk或sed什么的写一个提取的正则,还是很有难度,还好找到了cut命令,能很容易的对这种字符串进行提取。所以:这里的方法仅供参考。。。

关于代码中的“10#”,这是表示后面的数是10进制的数字,之所以需要这个是因为这里的纳秒的前面是以0开头的,shell中好像以0开头会默认认为是八进制,导致运行报错,总之,百度一下就找到了原因,这里就索性把所有的数字都加上了10#,表示都是10进制。


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