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如何测量脚本的平均执行时间？

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如何测量脚本的平均执行时间？

我有两个脚本，每个脚本都计算一个数字的阶乘。我想知道哪个更快。命令time给出的时间是几毫秒，结果有时不同：

piousbox@piousbox-laptop:~/projects/trash$ time ruby fac2.rb
30414093201713378043612608166064768844377641568960512000000000000

real    0m0.089s
user    0m0.052s
sys 0m0.028s
piousbox@piousbox-laptop:~/projects/trash$ time ruby fac1.rb
30414093201713378043612608166064768844377641568960512000000000000

real    0m0.091s
user    0m0.048s
sys 0m0.036s
piousbox@piousbox-laptop:~/projects/trash$ time ruby fac1.rb
30414093201713378043612608166064768844377641568960512000000000000

real    0m0.088s
user    0m0.048s
sys 0m0.040s
piousbox@piousbox-laptop:~/projects/trash$ time ruby fac2.rb
30414093201713378043612608166064768844377641568960512000000000000

real    0m0.088s
user    0m0.048s
sys 0m0.028s
piousbox@piousbox-laptop:~/projects/trash$ time ruby fac1.rb
30414093201713378043612608166064768844377641568960512000000000000

real    0m0.087s
user    0m0.064s
sys 0m0.028s
piousbox@piousbox-laptop:~/projects/trash$ time ruby fac2.rb
30414093201713378043612608166064768844377641568960512000000000000

real    0m0.089s
user    0m0.068s
sys 0m0.016s
piousbox@piousbox-laptop:~/projects/trash$

如何计算运行脚本所需的平均时间？我可以解析并平均 100 的输出，time但我想有更好的解决方案？

答案1

不，你关于平均的想法是正确的。

脚本执行取决于很多因素，但它要分为设置时间（在内存中加载解释器、设置以及可能将代码编译为字节码或机器码）和真实执行时间。

为了更好地关注内部执行时间，您可以在脚本本身中执行循环（即，不是计算一个阶乘，而是在脚本的一次执行中计算 100 次。脚本将设置一次，内部例程将执行 100 次）。

为了关注总时间，您需要执行脚本一百次并取平均值。理想情况下，您应该将这些执行分开足够远，以便系统每次都返回“参考状态”（或与脚本无关的状态）。例如，解释器本身将被缓存在内存中，以便最先脚本的执行将明显比后续脚本慢。

为了更好地了解算法，我认为最好的方法是这样的（在一台空闲的机器上）：

  • 将算法包装在一个函数中。
  • 在控制应用程序中：
    • 调用一次函数
    • 获取系统（“挂钟”）时间并添加 10（或合理的 N）秒
    • 进入循环并开始计算迭代次数
    • 每次调用函数后，增加计数器
    • 如果系统时间低于保存的时间，则进行另一次循环
    • 根据当前挂钟时间获取精确的 N（可能是浮点数）
    • 显示计数器除以 N：即每秒的迭代次数。

该应用程序仅运行一次，所有设置和启动都由第一次不计时迭代完成，因此这应该可以最大限度地减少开销（可能除了时间调用）。

如果函数收到输入，你最好使用以固定值作为种子的 PRNG 为其提供随机输入序列，以确保被测试函数的两个版本都收到相同的值。这可以避免一个函数执行显然由于“幸运数字”而更好（例如，我记得 Hillsort 算法的一个变体，当要排序的项目数为 2k-1 形式且较小时，其性能会明显更好钾s)。

答案2

您可以循环运行程序的迭代；然后将总时间除以迭代次数：

time for i in {1..10}; do sleep 1; done
real    0m10.052s
user    0m0.005s
sys 0m0.018s

答案3

有一个工具叫多时间它的作用是：多次运行命令，测量其花费的时间（实际/用户/系统，自动计算平均值、最小值/最大值和中值时间）

例如，测量类似脚本 100 次：

multitime -q -n 100 "fact1.sh"
===> multitime results
1: -q fact1.sh
            Mean        Std.Dev.    Min         Median      Max
real        0.122       0.032       0.086       0.116       0.171       
user        0.148       0.044       0.096       0.137       0.223       
sys         0.023       0.019       0.000       0.014       0.061

答案4

超精细是另一种选择。

使用示例：

hyperfine --warmup 3 'ruby fac1.rb'

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