一、Linux下有什么工具可以分析出一個(gè)程序的運(yùn)算時(shí)間分布

最近在使用?time?命令時(shí)，無意間發(fā)現(xiàn)了一些隱藏的小秘密和強(qiáng)大功能，今天分享給大家。

time在Linux下是比較常用的命令，可以幫助我們方便的計(jì)算程序的運(yùn)行時(shí)間，對比采用不同方案時(shí)程序的運(yùn)行性能?？此坪唵蔚拿?，其實(shí)蘊(yùn)藏著很多細(xì)節(jié)和技巧，來跟著肖邦一起學(xué)習(xí)吧。

先來看下最基礎(chǔ)的用法，也可能是大家最常見的用法了

root@chopin:~$?time?find?.?-name?“chopin.txt”……real???0m0.174suser???0m0.084ssys????0m0.084s

可以很清楚看到，find?命令執(zhí)行的時(shí)間為?0.174s，是不是很簡單，很方便呢

不過，time?命令輸出了三個(gè)參數(shù)，我們只用到了名列前茅個(gè)參數(shù)，其它兩個(gè)參數(shù)代表什么含義呢？

這里我來解釋一下：

real：表示的是墻上時(shí)間，說白了，其實(shí)就是從程序運(yùn)行開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間；user：表示程序運(yùn)行期間，cpu 在用戶態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間；sys：表示程序運(yùn)行期間，cpu 在內(nèi)核態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間；

細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)，上述案例中的?user?+?sys?不等于?real，這是怎么回事呢？

其實(shí)上邊解釋的?user?和?sys，是 cpu 執(zhí)行指令所消耗的時(shí)間，并不包含：進(jìn)程阻塞 IO、調(diào)度排隊(duì)，這些非 cpu 運(yùn)行時(shí)間。

案例中?find?執(zhí)行查找文件過程中，會(huì)有磁盤 IO 讀取，這時(shí) cpu 會(huì)被釋放出來干別的事情，這些 IO 消耗的時(shí)間，是不包含在?user?和?sys?統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，所以就出現(xiàn)了?real?時(shí)間大于?user?+?sys?了。

再通過一個(gè)示例來驗(yàn)證并加強(qiáng)我們的理解

root@chopin:~$?time?sleep?2real???0m2.001suser???0m0.000ssys????0m0.000s

可以清楚地看到，sleep 命令基本上沒有消耗 cpu，程序真實(shí)的運(yùn)行時(shí)間就是 2 秒

那我們是不是可以得出如下結(jié)論了呢:

real >= user + sys

其實(shí)這個(gè)結(jié)論在單個(gè) cpu 情況下，是正確的。

如果服務(wù)器是多個(gè) cpu，你的程序正好可以將多個(gè) cpu 充分利用起來，程序運(yùn)行期間是多核心并行的，那么?user?+?sys?統(tǒng)計(jì)的 cpu 時(shí)間可能就會(huì)大于?real?時(shí)間啦

所以這 3 個(gè)時(shí)間之間的關(guān)系并不是恒定的，你需要清楚的了解服務(wù)器是否為多個(gè)核心。

通過統(tǒng)計(jì)到的 cpu 消耗時(shí)間，我們也可以大概知道，程序運(yùn)行期間 cpu 利用情況。對于單核，計(jì)算密集型的程序，real?會(huì)很接近?user?和?sys?時(shí)間之和的。

Tips：有些同學(xué)可能對操作系統(tǒng)可能不太熟悉，這里簡單科普下內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的基本概念。

Linux 為使系統(tǒng)更穩(wěn)定，采取了隔離保護(hù)的措施，運(yùn)行狀態(tài)分為內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)：

用戶態(tài)：用戶代碼不具備直接訪問底層資源的能力，需要借助內(nèi)核提供的系統(tǒng)調(diào)用 API。在這種隔離保護(hù)下，即使用戶程序崩潰，也不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的功能。內(nèi)核態(tài)：內(nèi)核代碼具備最大權(quán)限，可執(zhí)行任意 cpu 指令，不受任何限制。內(nèi)核態(tài)通常是操作系統(tǒng)提供的最底層、最可靠的代碼運(yùn)行的，內(nèi)核態(tài)的代碼崩潰是災(zāi)難性的，影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

延伸閱讀：

二、MongoDB是什么

MongoDB 是文檔型數(shù)據(jù)庫的代表，數(shù)據(jù)模型基于 Bson，而 Elasticsearch 的文檔數(shù)據(jù)模型是 Json，Bson 本質(zhì)是 Json 的一種擴(kuò)展，可以相互直接轉(zhuǎn)換，且它們的數(shù)據(jù)模式都是可以自由擴(kuò)展的，基本無限制。MongoDB 本身定位與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫競爭，支持嚴(yán)格的事務(wù)隔離機(jī)制，在這個(gè)層面實(shí)際上與 Elasticsearch 產(chǎn)品定位不一樣，但實(shí)際工作中，幾乎沒有公司會(huì)將核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)放在 MongoDB 上，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫依然是名列前茅選擇。