echo vs <<<，或在 Bash Award 中无用的使用 echo？

Question

到现在为止，cat奖的无用使用已经众所周知，并且还提到了无用使用echo（与此问题无关）。我想知道是否应该有一个“无用的echoBash 奖”：根据一些非常不科学的测量，管道似乎比 heredocs 和 herestrings 慢得多：

• 继承人：

  for reps in 1 2 3
  do
      time for i in {1..1000}
      do
          cat <<'END'
  test string
  END
      done > /dev/null
  done
  
  real    0m1.786s
  user    0m0.212s
  sys     0m0.332s
  
  real    0m1.817s
  user    0m0.232s
  sys     0m0.332s
  
  real    0m1.846s
  user    0m0.256s
  sys     0m0.320s
  

• 字符串

  for reps in 1 2 3
  do
      time for i in {1..1000}
      do
          cat <<< 'test string'
      done > /dev/null
  done
  
  real    0m1.932s
  user    0m0.280s
  sys     0m0.288s
  
  real    0m1.956s
  user    0m0.248s
  sys     0m0.348s
  
  real    0m1.968s
  user    0m0.268s
  sys     0m0.324s
  

• 重定向

  for reps in 1 2 3
  do
      time for i in {1..1000}
      do
          echo 'test string' | cat
      done > /dev/null
  done
  
  real    0m3.562s
  user    0m0.416s
  sys     0m0.548s
  
  real    0m3.924s
  user    0m0.384s
  sys     0m0.604s
  
  real    0m3.343s
  user    0m0.400s
  sys     0m0.552s
  

通常，heredocs 和 herestrings 的速度大致相同（这只是来自多个测试的一个数据集），而重定向始终慢 50% 以上。我是否误解了什么，或者这可以用作在 Bash 中读取标准输入的命令的一般规则吗？

Answer 1

首先，让我们专注于性能。我在运行 Debian 挤压的其他大部分空闲的 x86_64 处理器上运行了一个稍微不同的程序的基准测试。

herestring.bash, 使用 herestring 传递一行输入：

#! /bin/bash
i=0
while [ $i -lt $1 ]; do
  tr a-z A-Z <<<'hello world'
  i=$((i+1))
done >/dev/null

heredoc.bash, 使用 heredoc 传递一行输入：

#! /bin/bash
i=0
while [ $i -lt $1 ]; do
  tr a-z A-Z <<'EOF'
hello world
EOF
  i=$((i+1))
done >/dev/null

echo.bash，使用echo和管道来传递一行输入：

#! /bin/bash
i=0
while [ $i -lt $1 ]; do
  echo 'hello world' | tr a-z A-Z
  i=$((i+1))
done >/dev/null

为了比较，我还在 ATT ksh93 和 dash 下对脚本进行了计时（除了herestring.bash，因为 dash 没有 herestrings）。

这里是三倍的中位数：

$ time bash ./herestring.bash 10000
./herestring.bash 10000  0.32s user 0.79s system 15% cpu 7.088 total
$ time ksh ./herestring.bash 10000
ksh ./herestring.bash 10000  0.54s user 0.41s system 17% cpu 5.277 total
$ time bash ./heredoc.bash 10000
./heredoc.bash 10000  0.35s user 0.75s system 17% cpu 6.406 total
$ time ksh ./heredoc.bash 10000  
ksh ./heredoc.sh 10000  0.54s user 0.44s system 19% cpu 4.925 total
$ time sh ./heredoc.bash 10000  
./heredoc.sh 10000  0.08s user 0.58s system 12% cpu 5.313 total
$ time bash ./echo.bash 10000
./echo.bash 10000  0.36s user 1.40s system 20% cpu 8.641 total
$ time ksh ./echo.bash 10000
ksh ./echo.sh 10000  0.47s user 1.51s system 28% cpu 6.918 total
$ time sh ./echo.sh 10000
./echo.sh 10000  0.07s user 1.00s system 16% cpu 6.463 total

结论：

• 一个 heredoc 比一个 herestring 快。
• echo并且管道明显更快，但并没有显着加快。（请记住，这是一个玩具程序：在真正的程序中，大部分处理时间都在tr此处的调用中。）
• 如果您想要速度，请放弃 bash 并调用 dash 甚至更好的 ksh。Bash 的特性并不能弥补它的相对慢，但 ksh 兼具特性和速度。

除了性能之外，还有清晰度和便携性。<<<是一个 ksh93/bash/zsh 扩展，它不如echo … |或知名<<。它在 ksh88/pdksh 或 POSIX sh 中不起作用。

唯一<<<可以说明显更清晰的地方是在 heredoc 中：

foo=$(tr a-z A-Z <<<'hello world')

对比

foo=$(tr a-z A-Z <<'EOF'
hello world
EOF
)

（大多数 shell 无法处理在包含<<EOF.的行的末尾关闭括号。）

Answer 2

使用 heredocs 的另一个原因（如果你没有足够的）是如果流没有被消耗，echo 可能会失败。考虑有 bash'pipefail选项：

set -o pipefail
foo=yawn
echo $foo | /bin/true ; echo $?  # returns 0

/bin/true不消耗其标准输入，但echo yawn仍会完成。但是，如果 echo 被要求打印大量数据，它会在完成后才true完成：

foo=$(cat /etc/passwd)
# foo now has a fair amount of data

echo $foo | /bin/true ; echo $?  # returns 0 sometimes 141
echo $foo$foo$foo$foo | /bin/true ; echo $?  # returns mostly 141

141 是 SIGPIPE (128 + 13)（添加 128 是因为 bash 根据 bash(1) 这样做：

当命令在致命信号 N 上终止时，bash 使用 128+N 的值作为退出状态。

Heredocs 没有这个问题：

/bin/true <<< $foo$foo$foo$foo ; echo $?  # returns 0 always