命令替换和进程替换的区别

Question

我正在尝试理解这两个类似命令之间的差异。

aa=$(foo | bar | head -1)
read aa < <(foo | bar | head -1)

• 我知道<()需要#!/bin/bash，但这会使它变慢吗？
• 它们创建相同数量的子shell吗？
• 它们需要相同数量的bash或sh进程吗？

我想使用性能最佳的命令。

- Zombo

Answer 1

1. 非POSIX模式下，Bash更快。
2. 这取决于具体的实现和平台细节。
   • 在Bash中，两者都需要相同数量的进程。如果未启用lastpipe，则每个管道元素都需要一个进程，加上一个替换的子shell和父进程。
   • 在Bash中，如果启用了lastpipe，管道的最后一个元素将在两种情况下执行exec而不进行分叉，仍然需要相同数量的进程。
   • 在ksh93中，在这种情况下，两者都应该需要相同数量的进程，但是如果最后的管道元素是内置的，则会在命令替换的父进程中运行，使其更快。
   • 在Bash和ksh93中，如果在不支持/dev/fd/*的系统上编译了shell，则shell将为进程替换创建命名管道。这可能会影响性能。
3. 前面的项目可能应该放在这里。请注意，“子shell”并不一定意味着单独的进程，尽管在几乎所有shell中都是这样（除了除Bash以外的所有支持它的shell中的$(<...)）。在mksh和ksh93中，还有${ ;}风格的命令替换，但每个shell实现都不同。在ksh93中，它可能会提高速度，也可能不会。在mksh中，可能不会。mksh不支持进程替换，zsh不支持（也没有模拟的方法）BASHPID，因此我没有研究过。

在Bash中，命令替换与进程替换本质上并没有更快的一方，但在read的情况下，head是多余的，因为您只需要读取一行。顺便说一句，总是使用head -n ...---1不具备可移植性。除非您希望shell篡改输入，否则不要使用没有-r的read。

- ormaaj

Answer 2

改善性能的最佳方法是尽可能减少forks和pipes的使用。

就像所述的那样，您不应该担心性能问题。99%的执行时间很可能由特定命令决定，而不是进程替换与命令替换之间的差异。您知道优化的第一法则吗？不要去优化。特别是如果您正在牺牲可移植性。使用 $(whatever) 并忘记其他所有内容。如果您真的担心性能，则需要解决命令/管道/分叉。否则，您就像试图通过从眼睛中挤出眼泪来减轻体重。

- Jens

Answer 3

使用 Bash 内置的 time 进行基准测试，第一种形式比第二种形式慢。

你可以通过以下方式进行测试：

bash -c 'time PIPELINE...'

两种情况都会创建子shell-在第一种情况下，shell 读取和扩展子shell输出，在第二种情况下，shell的read内置函数从一个后台进程中读取。

参见：

• http://mywiki.wooledge.org/ProcessSubstitution
• http://mywiki.wooledge.org/BashFAQ/002
• http://mywiki.wooledge.org/BashFAQ/082

- Gilles Quénot

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哎呀，按照陈述的方式，这不太正确。希望你不介意我稍微调整了一下它。在这两种情况中都涉及到“文件描述符”，并且两者都会产生子shell，至少在Bash中也总是暗示至少一个fork。在我的更广泛的测试中，“read -r x < <(... )”和“x=$(...)”之间的差异几乎无法测量，无论是迭代小输入还是单个大输入，分配速度略快（如预期），但在原始问题中，这两个解决方案都是奇怪和次优的。 - ormaaj

Answer 4

进程替换可以绕过由管道/命令替换创建的子shell。替换语法被FIFO或FD的名称所取代，并且其中的命令在后台运行。替换与参数扩展和命令替换同时进行。

请查看有关使用“tee”进行进程替换的信息。

http://mywiki.wooledge.org/ProcessSubstitution

- gNU.be