一、Linux下有什么工具可以分析出一個程序的運算時間分布

最近在使用?time?命令時，無意間發(fā)現(xiàn)了一些隱藏的小秘密和強大功能，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算程序的運行時間，對比采用不同方案時程序的運行性能。看似簡單的命令，其實蘊藏著很多細節(jié)和技巧，來跟著肖邦一起學習吧。

先來看下最基礎的用法，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)行的時間為?0.174s，是不是很簡單，很方便呢

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

這里我來解釋一下：

real：表示的是墻上時間，說白了，其實就是從程序運行開始到結束所經(jīng)歷的時間；user：表示程序運行期間，cpu 在用戶態(tài)所花費的時間；sys：表示程序運行期間，cpu 在內核態(tài)所花費的時間；

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

其實上邊解釋的?user?和?sys，是 cpu 執(zhí)行指令所消耗的時間，并不包含：進程阻塞 IO、調度排隊，這些非 cpu 運行時間。

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

再通過一個示例來驗證并加強我們的理解

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，程序真實的運行時間就是 2 秒

那我們是不是可以得出如下結論了呢:

real >= user + sys

其實這個結論在單個 cpu 情況下，是正確的。

如果服務器是多個 cpu，你的程序正好可以將多個 cpu 充分利用起來，程序運行期間是多核心并行的，那么?user?+?sys?統(tǒng)計的 cpu 時間可能就會大于?real?時間啦

所以這 3 個時間之間的關系并不是恒定的，你需要清楚的了解服務器是否為多個核心。

通過統(tǒng)計到的 cpu 消耗時間，我們也可以大概知道，程序運行期間 cpu 利用情況。對于單核，計算密集型的程序，real?會很接近?user?和?sys?時間之和的。

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

Linux 為使系統(tǒng)更穩(wěn)定，采取了隔離保護的措施，運行狀態(tài)分為內核態(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，需要借助內核提供的系統(tǒng)調用 API。在這種隔離保護下，即使用戶程序崩潰，也不會影響整個系統(tǒng)的功能。內核態(tài)：內核代碼具備最大權限，可執(zhí)行任意 cpu 指令，不受任何限制。內核態(tài)通常是操作系統(tǒng)提供的最底層、最可靠的代碼運行的，內核態(tài)的代碼崩潰是災難性的，影響整個系統(tǒng)的正常運行。

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 本質是 Json 的一種擴展，可以相互直接轉換，且它們的數(shù)據(jù)模式都是可以自由擴展的，基本無限制。MongoDB 本身定位與關系型數(shù)據(jù)庫競爭，支持嚴格的事務隔離機制，在這個層面實際上與 Elasticsearch 產(chǎn)品定位不一樣，但實際工作中，幾乎沒有公司會將核心業(yè)務數(shù)據(jù)放在 MongoDB 上，關系型數(shù)據(jù)庫依然是名列前茅選擇。