计算Linux中几个"time“命令的平均值

Question

我正在分析Linux上的一个程序，使用"time“命令。问题是它的输出在统计上不是很相关，因为它只运行程序一次。有没有一种工具或方法可以获得平均几次“时间”运行？是否可能与偏差等统计信息结合在一起？

Answer 1

这是我写的一个脚本，用来做一些与你正在寻找的事情相似的事情。它运行所提供的命令10次，将实际的用户CPU和系统CPU时间记录到一个文件中，并在每次命令输出后回显。然后，它使用awk提供文件中3列中每一列的平均值，但不包括标准差。

#!/bin/bash

rm -f /tmp/mtime.$$

for x in {1..10}
do
  /usr/bin/time -f "real %e user %U sys %S" -a -o /tmp/mtime.$$ $@
  tail -1 /tmp/mtime.$$
done

awk '{ et += $2; ut += $4; st += $6; count++ } END {  printf "Average:\nreal %.3f user %.3f sys %.3f\n", et/count, ut/count, st/count }' /tmp/mtime.$$

Answer 2

使用hyperfine。

例如：

hyperfine 'sleep 0.3'

将多次运行命令sleep 0.3，然后输出如下所示：

hyperfine 'sleep 0.3'
Benchmark #1: sleep 0.3
  Time (mean ± σ):     306.7 ms ±   3.0 ms    [User: 2.8 ms, System: 3.5 ms]
  Range (min … max):   301.0 ms … 310.9 ms    10 runs

Answer 3

perf stat通过-r (-repeat=<n>)选项、average和variance为您完成此操作。

例如，在awk中使用短循环来模拟一些工作，短到足以使CPU频率上升和其他启动开销可能是一个因素(Idiomatic way of performance evaluation?)，尽管我的CPU似乎相当快地上升到3.9 GHz，平均为3.82 GHz。

$ perf stat -r5 awk 'BEGIN{for(i=0;i<1000000;i++){}}'

 Performance counter stats for 'awk BEGIN{for(i=0;i<1000000;i++){}}' (5 runs):

             37.90 msec task-clock                #    0.968 CPUs utilized            ( +-  2.18% )
                 1      context-switches          #   31.662 /sec                     ( +-100.00% )
                 0      cpu-migrations            #    0.000 /sec                   
               181      page-faults               #    4.776 K/sec                    ( +-  0.39% )
       144,802,875      cycles                    #    3.821 GHz                      ( +-  0.23% )
       343,697,186      instructions              #    2.37  insn per cycle           ( +-  0.05% )
        93,854,279      branches                  #    2.476 G/sec                    ( +-  0.04% )
            29,245      branch-misses             #    0.03% of all branches          ( +- 12.79% )

           0.03917 +- 0.00182 seconds time elapsed  ( +-  4.63% )

(滚动到右侧以查看差异。)

如果您有一个单线程任务，并且想要最小化上下文切换，您可以使用taskset -c3 perf stat ...将任务固定到特定的核心(在这种情况下是#3)。

默认情况下，perf stat使用硬件性能计数器来分析指令、核心时钟周期(与现代CPU上的时间不同)和分支未命中等内容。这具有非常低的开销，特别是在计数器处于“计数”模式而不是perf record导致中断以统计方式对事件热点进行采样的情况下。

您可以使用-e task-clock来只使用该事件，而不使用HW性能计数器。(或者，如果您的系统在VM中，或者您没有更改默认的/proc/sys/kernel/perf_event_paranoid，则perf可能无论如何都无法请求内核进行任何编程。)

有关perf的更多信息，请参阅

• https://www.brendangregg.com/perf.html
• https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page

对于打印输出的程序，如下所示：

$ perf stat -r5 echo hello
hello
hello
hello
hello
hello

 Performance counter stats for 'echo hello' (5 runs):

              0.27 msec task-clock                #    0.302 CPUs utilized            ( +-  4.51% )
...
          0.000890 +- 0.000411 seconds time elapsed  ( +- 46.21% )

对于单次运行(默认情况下没有-r)，perf stat将显示经过的时间和用户/系统。但出于某种原因，-r并不会对这些数据进行平均。