讲个小故事:Unix的yes命令
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了讲个小故事:Unix的yes命令相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
你知道的最简单的Unix命令是什么?
是echo,它把字符串打印到终端,然后返回true,它的返回值总是0.
除了echo,还有一个命令也很简单,它是yes。如果你运行它,不带任何参数,它会无限输出字母y到屏幕上,其中每一个y都独占一行。
感觉很没用?其实它是很有用的
安装程序的时候,有的程序需要你不断地按y和回车,安装进程才能继续工作。yes命令可以解救你!它帮你输入y和回车,这样你就可以安心去看唐老鸭动画片了。
让我们自己编写一个yes命令
这是一个基本的版本,嗯,用BASIC写的
然后我们再写一个Python版本的:
感觉很简单?等等,先别急。事实上上面两个程序都很慢。
让我们对比一下系统内置的版本:
我要自己写一个快一点的版本,我尝试用Rust去写:
稍微解释一下这段程序:
我们循环打印的字符是从第一个命令行参数中获取的,我们把这个参数保存在变量expletive中。
我们使用unwrap_or这个方法获取命令行参数的值,如果没有命令行参数,那么就使用"y"。
让我们测试一下
额,这就尴尬了,比Python的版本还慢。这让我很惊讶,于是我到处寻找该命令的C源码。
下面这段代码是yes命令作为系统命令发布的第一个版本,它发布在Unix 7上,由Ken Thompson于1979年1月10日编写。
好像没什么特殊的地方。
如今,这个命令被放在GNU coreutils中,当前这个版本用了整整128行代码来完成这个功能,你可以在github上找到它的源码:https://github.com/coreutils/coreutils/blame/master/src/yes.c。已经过了25年,这个命令居然仍然在更新中!最近一次更新大概在一年前。它的效率非常高
最关键的是最后这部分
哇哦!他们就是用了一个缓冲区来让写入操作变得更快。
所以,参考这个思路我更新了我的Rust程序。
一个重要的细节是,缓冲区大小必须是4的倍数,这样来保证内存数据的对齐。
我这个程序可以达到51.3MiB/s,这个速度已经快于我的系统自带版本了,但是仍然比Reddit论坛上网友晒出的程序慢很多,网友的程序可以达到10.2GiB/s。
再更新
我再次求助于社区,有人给我指出了之前网上对这个问题的一些讨论。下面是他们优化的代码,在我的机器上运行效果达到了3GB/s。
现在这个程序的思路已经完全不同了!
我们准备了一个字符串缓冲区,这个缓冲区在循环中被不断复用。
标准输出用锁保护起来。所以,相比于不断地请求锁、释放锁,我们把标准输出一直占用着。
我们使用平台原生的 std::ffi::OsString 和 std::borrow::Cow 来避免不必要的分配。
这里面唯一我能做出的改进贡献就是移除一个没用的小变量。
学到了什么?
很小的一个命令yes里面居然如此复杂。它使用了输出缓冲区和内存对齐来提高性能。重新实现这些小程序很有趣,同时我对它们所使用的提高性能的技巧也感到惊叹不已!
英文原文:https://matthias-endler.de/2017/yes/
译者:诗书塞外
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