在Linux系统中，了解命令的执行时间对于优化系统性能和提高效率至关重要。本文将介绍几种方法来查找命令的执行时间，包括内置的time命令、GNU time工具、strace以及perf工具。
内置的time命令
在Linux中，可以使用内置的time命令来测量命令的执行时间。time命令是一个基本的性能分析工具，可以帮助你快速了解命令的执行时间。
使用time命令的方法很简单，只需在要执行的命令前面添加time关键字即可：
time <your_command>
例如，要测量ls命令的执行时间，可以执行以下命令：
time ls
time命令将在命令执行完毕后显示三个时间值：real、user和sys。
-
real时间代表实际流逝的时间，即从命令开始执行到结束的时间。 -
user时间代表CPU执行用户态代码的时间。 -
sys时间代表CPU执行内核态代码的时间。
这些时间值对于快速了解命令的执行性能非常有用。real时间反映了命令执行的总体效率，而user和sys时间则可以帮助你了解命令在CPU使用方面的性能表现。
举例来说，假设我们要测量ls命令执行的时间：
time ls
输出结果可能类似于以下内容：
real 0m0.013s
user 0m0.004s
sys 0m0.000s
从这个例子中可以看出，ls命令的实际执行时间为0.005秒，其中用户态CPU时间为0.001秒，内核态CPU时间为0.002秒。
GNU time工具
GNU time工具是一个功能强大的命令行工具，可以提供更详细的执行时间信息。相比内置的time命令，GNU time工具提供了更多的选项和更详细的性能统计信息，可以帮助你更全面地了解命令的执行情况。
安装GNU time工具
要使用GNU time工具，首先需要确保已经安装了它。在大多数Linux发行版中，GNU time工具可以通过软件包管理器进行安装。
对于Debian/Ubuntu系统，可以使用以下命令安装GNU time工具：
sudo apt install time
对于CentOS/RHEL系统，可以使用以下命令安装GNU time工具：
sudo yum install time
安装完成后，你就可以使用GNU time工具来测量命令的执行时间。
使用GNU time工具测量命令执行时间
使用GNU time工具的语法与内置的time命令略有不同。GNU time工具的可执行文件位于/usr/bin/time路径下。
要使用GNU time工具测量命令的执行时间，可以执行以下命令：
/usr/bin/time -v <your_command>
这条命令将执行指定的命令，并输出详细的执行时间信息，包括CPU使用情况、内存使用情况等。
举例来说，假设我们要测量ls命令的执行时间：
/usr/bin/time -v ls
输出结果可能类似于以下内容：
Command being timed: "ls"
User time (seconds): 0.00
System time (seconds): 0.00
Percent of CPU this job got: 0%
Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 0:00.00
Average shared text size (kbytes): 0
Average unshared data size (kbytes): 0
Average stack size (kbytes): 0
Average total size (kbytes): 0
Maximum resident set size (kbytes): 1712
Average resident set size (kbytes): 0
Major (requiring I/O) page faults: 0
Minor (reclaiming a frame) page faults: 128
Voluntary context switches: 2
Involuntary context switches: 1
Swaps: 0
File system inputs: 0
File system outputs: 0
Socket messages sent: 0
Socket messages received: 0
Signals delivered: 0
Page size (bytes): 4096
Exit status: 0
从输出结果中，你可以看到更详细的执行时间信息，包括用户态时间、内核态时间、CPU使用率、内存使用情况等。这些信息对于深入了解命令的性能表现非常有用。
使用strace分析命令的执行时间
strace是一个强大的跟踪系统调用的工具，它可以帮助你分析命令的执行时间以及命令所调用的系统调用。虽然主要用于调试和分析程序，但也可以用来测量命令的执行时间。
安装strace工具
在大多数Linux发行版中，strace工具可以通过软件包管理器进行安装。
对于Debian/Ubuntu系统，可以使用以下命令安装strace工具：
sudo apt install strace
对于CentOS/RHEL系统，可以使用以下命令安装strace工具：
sudo yum install strace
安装完成后，你就可以使用strace工具来分析命令的执行时间和系统调用。
使用strace工具测量命令执行时间
使用strace工具来测量命令执行时间非常简单，只需在命令前面添加strace命令即可：
strace -c <your_command>
这条命令将执行指定的命令，并输出命令执行期间的系统调用统计信息，包括每个系统调用的次数和执行时间。
举例来说，假设我们要测量ls命令的执行时间：
strace -c ls
输出结果可能类似于以下内容：
bin cdrom dev etc install.sh lib32 libx32 media opt qicloud run snap swapfile tmp var xsp_data
boot data download home lib lib64 lost+found mnt proc root sbin srv sys usr www
% time seconds usecs/call calls errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
0.00 0.000000 0 7 read
0.00 0.000000 0 2 write
0.00 0.000000 0 11 close
0.00 0.000000 0 10 fstat
0.00 0.000000 0 27 mmap
0.00 0.000000 0 8 mprotect
0.00 0.000000 0 1 munmap
0.00 0.000000 0 3 brk
0.00 0.000000 0 2 rt_sigaction
0.00 0.000000 0 1 rt_sigprocmask
0.00 0.000000 0 2 ioctl
0.00 0.000000 0 8 pread64
0.00 0.000000 0 2 2 access
0.00 0.000000 0 1 execve
0.00 0.000000 0 2 2 statfs
0.00 0.000000 0 2 1 arch_prctl
0.00 0.000000 0 2 getdents64
0.00 0.000000 0 1 set_tid_address
0.00 0.000000 0 9 openat
0.00 0.000000 0 1 set_robust_list
0.00 0.000000 0 1 prlimit64
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00 0.000000 103 5 total
从输出结果中，你可以看到命令执行期间涉及的系统调用统计信息，包括每个系统调用的执行时间。通过分析这些信息，你可以更深入地了解命令的执行过程以及可能的性能瓶颈。
strace工具提供了丰富的系统调用信息，可以帮助你深入分析命令的执行时间和系统调用情况。但需要注意的是，由于strace会对命令进行跟踪，因此可能会对命令执行性能产生一定的影响。因此，在进行性能分析时，建议在非生产环境中使用strace工具。
使用perf工具进行性能分析
perf是Linux系统中的一个性能分析工具，它可以帮助你深入分析程序的性能特征，包括命令的执行时间、CPU使用情况、内存访问模式等。使用perf工具进行性能分析可以帮助你更全面地了解命令的执行情况，发现可能的性能瓶颈并进行优化。
安装perf工具
perf工具通常包含在Linux内核工具包中，因此在大多数Linux发行版中都已经预装了。如果你的系统中没有安装perf工具，可以通过软件包管理器进行安装。
对于Debian/Ubuntu系统，可以使用以下命令安装perf工具：
sudo apt install linux-tools-common linux-tools-generic
对于CentOS/RHEL系统，可以使用以下命令安装perf工具：
sudo yum install perf
安装完成后，你就可以使用perf工具进行性能分析了。
使用perf工具测量命令执行时间
使用perf工具进行性能分析非常简单，只需执行以下命令：
perf stat <your_command>
这条命令将执行指定的命令，并输出命令执行期间的各种性能统计信息，包括CPU周期、缓存失效、分支预测错误等。
举例来说，假设我们要测量ls命令的执行时间：
perf stat ls
输出结果可能类似于以下内容：
Performance counter stats for 'ls':
0.345374 task-clock (msec) # 0.087 CPUs utilized
1 context-switches # 0.003 M/sec
0 cpu-migrations # 0.000 K/sec
114 page-faults # 0.330 M/sec
667,253 cycles # 1.930 GHz
1,514 instructions # 0.00 insn per cycle
325 branches # 0.941 M/sec
10 branch-misses # 3.08% of all branches
124 L1-dcache-loads # 0.359 M/sec
11 L1-dcache-load-misses # 8.87% of all L1-dcache hits
4 LLC-loads # 0.012 M/sec
2 LLC-load-misses # 50.00% of all LL-cache hits
从输出结果中，你可以看到各种性能统计信息，包括任务时钟、上下文切换、CPU周期、缓存失效等。通过分析这些信息，你可以更全面地了解命令的执行时间和系统性能特征，发现可能的性能瓶颈并进行优化。
perf工具提供了丰富的性能统计信息，但它可能会对命令执行性能产生一定的影响。因此，在进行性能分析时，建议在非生产环境中使用perf工具，并确保分析过程不会影响到系统的正常运行。
总结
在本文中，我们介绍了几种方法来在Linux系统中查找命令的执行时间，包括内置的time命令、GNU time工具、strace以及perf工具。每种方法都有其优点和局限性，可以根据具体情况选择合适的方法来进行性能分析。
-
内置的time命令：提供了基本的执行时间信息，适用于快速了解命令的执行情况。 -
GNU time工具：提供了更详细的执行时间信息和性能统计数据，可以帮助你更全面地了解命令的执行情况。 -
strace工具：通过跟踪系统调用，可以分析命令的执行时间和系统调用情况，帮助你深入了解命令的执行过程。 -
perf工具：提供了丰富的性能统计信息，包括CPU使用情况、缓存失效等，可以帮助你全面分析命令的执行时间和系统性能特征。
通过深入了解命令的执行时间和系统性能特征，你可以更好地优化系统性能，提高工作效率。在实际使用中，可以根据具体需求选择合适的工具和方法进行性能分析。
原文始发于微信公众号（运维漫谈）：如何在 Linux 中查找命令的执行时间？
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