Shell 是什么解释了macOS上“时间”的不精确性？

注意：我看到并理解时间不一定那么精确。然而，我看到报告的

时间与实际花费的时间之间有4倍的差异，我想了解是什么导致macOS出现这种情况，这就是问题的关键所在


我试图比较两种运行二进制文件的方法，它们报告的时间非常相似：

$ time ../../../node_modules/.bin/quicktype --version
quicktype version 15.0.214
Visit quicktype.io for more info.
../../../node_modules/.bin/quicktype --version  0.46s user 0.06s system 110% cpu 0.474 total

$ time $(yarn bin quicktype) --version
quicktype version 15.0.214
Visit quicktype.io for more info.
$(yarn bin quicktype) --version  0.44s user 0.06s system 110% cpu 0.449 total

然而，后者感觉要慢得多。因此，我在之前和之后添加了时间戳：

$ date +"%T.%3N" && time $(yarn bin quicktype) --version && date +"%T.%3N"
15:11:09.667
quicktype version 15.0.214
Visit quicktype.io for more info.
$(yarn bin quicktype) --version  0.49s user 0.06s system 108% cpu 0.513 total
15:11:11.400

实际上，
15:11:09.667
和
15:11:11.400
之间的差异几乎是两秒，但
时间
报告的时间大约是0.5秒。是什么解释了这种巨大的差异呢？
我把时间用错了

首先，
time
与我的Mac电脑上的
/usr/bin/time
不同：


time
是一个内置的shell（我使用Zsh）
/usr/bin/time
是BSD时间

这将产生预期的结果：

$ /usr/bin/time bash -c '../../../node_modules/.bin/quicktype --version'
quicktype version 15.0.214
Visit quicktype.io for more info.
        0.49 real         0.47 user         0.06 sys

$ /usr/bin/time bash -c '$(yarn bin quicktype) --version'
quicktype version 15.0.214
Visit quicktype.io for more info.
        2.02 real         1.92 user         0.27 sys

我把时间用错了

首先，
time
与我的Mac电脑上的
/usr/bin/time
不同：


time
是一个内置的shell（我使用Zsh）
/usr/bin/time
是BSD时间

这将产生预期的结果：

$ /usr/bin/time bash -c '../../../node_modules/.bin/quicktype --version'
quicktype version 15.0.214
Visit quicktype.io for more info.
        0.49 real         0.47 user         0.06 sys

$ /usr/bin/time bash -c '$(yarn bin quicktype) --version'
quicktype version 15.0.214
Visit quicktype.io for more info.
        2.02 real         1.92 user         0.27 sys

一般来说，对于外部命令
cmd
，shell扩展是在
cmd
启动之前由shell完成的。这包括命令替换
cmd$（other_cmd）
、globbing
cmd*.txt
、变量扩展
cmd$FOO
，等等。因此，
cmd
以扩展结果作为参数执行，并且从未看到用户键入的原始命令行

因此，如果
time
是一个普通的外部命令，就像您使用
/usr/bin/time
一样，那么
warn-bin-quicktype
命令将在
time
启动之前运行，就好像您已经运行了
time…/quicktype--version
。它只测量执行
../quicktype--version
所花费的时间，它不会（也不能）计算shell通过运行
生成该命令行所花费的时间

这里的情况并不是那么简单，因为在许多shell中，
time
实际上是一个内置命令，而不是一个外部命令。因此，它不一定要遵循上述行为。但是，在我的测试中，
zsh
的内置
时间
表现相同，并且不计算运行替换命令
所花费的时间。另一方面，在
bash
中，
time
内置函数确实包含它

正如您所看到的，您可以通过对新shell的运行进行计时来避免该问题，该shell同时执行命令替换（运行
warn
）和生成的
。/quicktype
命令本身。然后您肯定会包括这两个步骤所花费的时间。
一般来说，对于外部命令
cmd
，shell扩展是在
cmd
启动之前由shell完成的。这包括命令替换
cmd$（other_cmd）
、globbing
cmd*.txt
、变量扩展
cmd$FOO
，等等。因此，
cmd
以扩展结果作为参数执行，并且从未看到用户键入的原始命令行

因此，如果
time
是一个普通的外部命令，就像您使用
/usr/bin/time
一样，那么
warn-bin-quicktype
命令将在
time
启动之前运行，就好像您已经运行了
time…/quicktype--version
。它只测量执行
../quicktype--version
所花费的时间，它不会（也不能）计算shell通过运行
生成该命令行所花费的时间

这里的情况并不是那么简单，因为在许多shell中，
time
实际上是一个内置命令，而不是一个外部命令。因此，它不一定要遵循上述行为。但是，在我的测试中，
zsh
的内置
时间
表现相同，并且不计算运行替换命令
所花费的时间。另一方面，在
bash
中，
time
内置函数确实包含它

正如您所看到的，您可以通过对新shell的运行进行计时来避免该问题，该shell同时执行命令替换（运行
warn
）和生成的
。/quicktype
命令本身。然后您肯定会包括这两个步骤所用的时间。
作为测试，因为我不确定MacOS的
time
命令是如何工作的，
time echo$（sleep 3）
说了什么？这将有助于区分是否包括展开
$（…）
所花费的时间。您是否也检查了
time（1）
和/或shell的手册页，以查看
total
数字是指CPU时间还是实时数？@NateEldredge有趣的是，
time echo$（sleep 3）
根本不输出任何内容（只是一个额外的空行）：。如果这很重要的话，我就在一个Zsh外壳中（
time
在我的机器上是
/usr/bin/time
）-
man-time
说它是一个BSD实用程序，正如macOS上所期望的那样）。如果你想确保包含命令替换，请将整个东西封装在一个函数中，并对该函数进行时间计算。事实上，您不一定要计算
warn
花费的时间，但可能只看到
quicktype
使用的时间。通过像
/usr/bin/time
这样的外部命令，shell通过在
/usr/bin/time
之前运行
warn
来扩展
$（…）
命令替换