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使用管道和此处的字符串的资源使用情况

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使用管道和此处的字符串的资源使用情况

我们可以使用以下两个得到相同的结果bash，

echo 'foo' | cat

和

cat <<< 'foo'

我的问题是，就使用的资源而言，这两者之间有什么区别，哪一个更好？

我的想法是，在使用管道时，我们使用额外的进程echo和管道，而这里的字符串仅使用文件描述符cat。

答案1

该管道是在内核文件系统中打开的文件，不能作为磁盘上的常规文件进行访问。它仅自动缓冲到一定大小，并最终在满时阻塞。与源自块设备的文件不同，管道的行为非常类似于字符设备，因此通常不支持lseek()并且从它们读取的数据无法像读取常规文件那样再次读取。

这里的字符串是在已安装的文件系统中创建的常规文件。 shell 创建文件并保留其描述符，同时立即删除其唯一的文件系统链接（所以删除它）在向文件写入/读取字节之前。内核将维护该文件所需的空间，直到所有进程释放该文件的所有描述符。如果从这样的描述符中读取的子级有能力这样做，则可以使用以下命令将其倒回lseek()并再次阅读。

在这两种情况下，标记<<<和|代表文件描述符，而不一定是文件本身。您可以通过执行以下操作来更好地了解正在发生的情况：

readlink /dev/fd/1 | cat

...或者...

ls -l <<<'' /dev/fd/*

这两个文件之间最显着的区别是，here-string/doc 几乎是一次性事件 - shell 在向子文件提供读取描述符之前将所有数据写入其中。另一方面，shell 在适当的描述符上打开管道，并分叉子进程来管理管道的描述符 - 因此它被写入/读取同时在两端。

然而，这些区别只是一般来说真的。据我所知（实际上并没有那么远）几乎每个处理此处文档重定向<<<的字符串简写的shell 都是如此<<，只有一个例外yash。不过yash，busybox、dash、 和其他ash变体确实倾向于使用管道支持此处文档，因此在这些 shell 中，两者之间确实没有什么区别。

好的——有两个例外。现在我正在考虑它，ksh93实际上根本没有为 做管道，而是使用套接字处理整个业务 - 尽管它确实像大多数其他人一样|为 做删除的临时文件。<<<*更重要的是，它只是将管道的各个部分放在一个子shell环境这是 POSIX 的一种委婉说法至少它的作用就像一个子shell，所以甚至不做叉子。

事实是@PSkocik 的基准（这非常有用）这里的结果可能会有很大差异许多原因，其中大部分与实现相关。对于此处文档设置，最大的因素是目标${TMPDIR}文件系统类型和当前缓存配置/可用性，以及要写入的数据量。对于管道来说，它将是 shell 进程本身的大小，因为副本是为所需的 fork 制作的。这样bash就是糟糕的在管道设置时（包括$(命令)替换）- 因为它很大而且非常慢，但用ksh93它几乎没有任何区别。

这是另一个小 shell 片段，用于演示 shell 如何为管道拆分子 shell：

pipe_who(){ echo "$$"; sh -c 'echo "$PPID"'; }
pipe_who
pipe_who | { pipe_who | cat /dev/fd/3 -; } 3<&0

32059  #bash's pid
32059  #sh's ppid
32059  #1st subshell's $$
32111  #1st subshell sh's ppid
32059  #2cd subshell's $$
32114  #2cd subshell sh's ppid

pipe_who()管道调用报告的内容与当前 shell 中运行的报告之间的差异是由于(子 shell在扩展时)声明父 shell 的 pid 的指定行为造成的。$$尽管bash子 shell 肯定是单独的进程，但$$特殊的 shell 参数并不是此信息的可靠来源。尽管如此，子 shell 的子shshell 并没有拒绝准确报告其$PPID.

答案2

基准测试无可替代：

pskocik@ProBook:~ 
$ time (for((i=0;i<1000;i++)); do cat<<< foo >/dev/null; done  )

real    0m2.080s
user    0m0.738s
sys 0m1.439s
pskocik@ProBook:~ 
$ time (for((i=0;i<1000;i++)); do echo foo |cat >/dev/null; done  )

real    0m4.432s
user    0m2.095s
sys 0m3.927s
$ time (for((i=0;i<1000;i++)); do cat <(echo foo) >/dev/null; done  )
real    0m3.380s
user    0m1.121s
sys 0m3.423s

对于大量数据：

TENMEG=$(ruby -e 'puts "A"*(10*1024*1024)')
pskocik@ProBook:~ 
$ time (for((i=0;i<100;i++)); do echo "$TENMEG" |cat >/dev/null; done  )

real    0m42.327s
user    0m38.591s
sys 0m4.226s
pskocik@ProBook:~ 
$ time (for((i=0;i<100;i++)); do cat<<< "$TENMEG" >/dev/null; done  )

real    1m26.946s
user    1m23.116s
sys 0m3.681s
pskocik@ProBook:~ 

$ time (for((i=0;i<100;i++)); do cat <(echo "$TENMEG") >/dev/null; done  )

real    0m43.910s
user    0m40.178s
sys 0m4.119s

管道版本的安装成本似乎更高，但最终效率更高。

答案3

正如您已经注意到的，管道创建一个子流程，同时这里的字符串才不是。这在某些情况下可能很重要。

比较这些：

尽管：

grep $USER /etc/passwd | IFS=: read user x1 uid gid x2 home shell 
echo $user $uid $gid

不显示任何内容。

IFS=: read user x1 uid gid x2 home shell <<<$(grep $USER /etc/passwd)
echo $user $uid $gid

显示：

myuser 1000 1000

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