linux中的两个time

  今天发现linux中还有两个time指令，小结下：

在linux中存在两个time，一个是bash的命令，另外一个是程序/usr/bin/time，bash的time命令只能很简单的显示程序执行的时间，而/usr/bin/time程序可以显示很详细的与IO相关的数据，比如从内存中读取了多少数据，从磁盘中读取了多少数据之类的，以及文件系统的页大小。
通过type命令我们可以看到Linux中的两个time
oracle@linux[]:~
$type -a time
time is a shell keyword
time is /usr/bin/time
bash中的time示例
oracle@linux[]:~
$time echo test
test

real    0m0.000s
user    0m0.000s
sys     0m0.000s
bash中的time命令只能显示你程序的执行时间，包括实际执行时间，用户时间和系统时间，除此之外没有其他的信息。
而time程序就不一样了，它可以提供很详尽的信息，而且还能够定制time程序的输出结果，具体的可以通过man time查看，这里仅仅列举下time -v参数下的数据显示。
oracle@linux[]:~
$/usr/bin/time -v echo test
test
        Command being timed: "echo test"
        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): 0:00.01
        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): 0
        Average resident set size (kbytes): 0
        Major (requiring I/O) page faults: 113
        Minor (reclaiming a frame) page faults: 16
        Voluntary context switches: 0
        Involuntary context switches: 0
        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
从上面的输出结果我们可以看到，除了CPU时间之外，通常我们还关心下面几个：
Major (requiring I/O) page faults
从磁盘中读取了多少页的数据。
Minor (reclaiming a frame) page faults
从操作系统缓存中读取了多少页的数据。
Swaps
进程被swap出内存的次数。
File system inputs/outputs
从文件系统中读取/写入的数据数量。
Page size (bytes)
操作系统的页大小。

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  关于time中的三态的补充讲解：

核心态（Kernel Mode）：

在内核态，代码拥有完全的，不受任何限制的访问底层硬件的能力。可以执行任意的CPU指令，访问任意的内存地址。内核态通常情况下，都是为那些最底层的，由操作系统提供的，可信可靠的代码来运行的。内核态的代码崩溃将是灾难性的，它会影响到整个系统。


用户态（User Mode）：

在用户态，代码不具备直接访问硬件或者访问内存的能力，而必须借助操作系统提供的可靠的，底层的APIs来访问硬件或者内存。由于这种隔离带来的保护作用，用户态的代码崩溃（Crash），系统是可以恢复的。我们大多数的代码都是运行在用户态的。


我们来看看这三个的关系，这三者之间没有严格的关系，常见的误区有：

误区一： real_time = user_time + sys_time

我们错误的理解为，real time 就等于 user time + sys time，这是不对的，real time是时钟走过的时间，user time 是程序在用户态的cpu时间，sys time 为程序在核心态的cpu时间。

利用这三者，我们可以计算程序运行期间的cpu利用率如下：

%cpu_usage = (user_time + sys_time)/real_time * 100%

如：

# time sleep 2

real 0m2.003s

user 0m0.000s

sys 0m0.000s

cpu利用率为0，因为本身就是这样的，sleep 了2秒，时钟走过了2秒，但是cpu时间都为0，所以利用率为0

误区二：real_time > user_time + sys_time

一般来说，上面是成立的，上面的情况在单cpu的情况下，往往都是对的。

但是在多核cpu情况下，而且代码写的确实很漂亮，能把多核cpu都利用起来，那么这时候上面的关系就不成立了，例如可能出现下面的情况，请不要惊奇。

real 1m47.363s

user 2m41.318s

sys 0m4.013s


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