shell脚本示例：计算毫秒级、微秒级时间差

有时候需要计算命令的执行时间长度，可以使用time命令，虽然time命令可以精确到毫秒级，但time命令无法计算一堆命令的执行时间。可以也可以直接使用date命令计算命令执行前后的时间差，但直接使用date命令计算时间差只能精确到秒级。因此，要计算毫秒级或者微秒级的时间长度，需要对date命令的结果进行一番计算转换。

本文只给出了毫秒级时间差的计算方法，若要计算微秒级时间差，对脚本稍作修改即可。

脚本如下：

#!/bin/bash

# filename: msec_diff.sh

function timediff() {

# time format:date +"%s.%N", such as 1502758855.907197692
    start_time=$1
    end_time=$2
   
    start_s=${start_time%.*}
    start_nanos=${start_time#*.}
    end_s=${end_time%.*}
    end_nanos=${end_time#*.}
   
    # end_nanos > start_nanos?
    # Another way, the time part may start with 0, which means
    # it will be regarded as oct format, use "10#" to ensure
    # calculateing with decimal
    if [ "$end_nanos" -lt "$start_nanos" ];then
        end_s=$(( 10#$end_s - 1 ))
        end_nanos=$(( 10#$end_nanos + 10**9 ))
    fi
   
# get timediff
    time=$(( 10#$end_s - 10#$start_s )).$(( (10#$end_nanos - 10#$start_nanos)/10**6 ))
   
    echo $time
}

#start=$(date +"%s.%N")
# Now exec some command
#end=$(date +"%s.%N")
# here give the values
start=1502758855.907197692
end=1502758865.066894173

timediff $start $end

执行该脚本：

可见结果精确到了毫秒级。

脚本说明：

(1).为了计算毫秒级时间差，所以使用date +"%s.%N"格式。其中"%s"是计算从1970-01-01 00:00:00到当前时间点经过的总秒数，所以计算两个"%s"的差值就计算出了两个时间点的秒级时间差。"%N"是每个时间点的纳秒部分，由于date命令中无法直接得到精确到毫秒的时间，因此只能通过纳秒来计算并转换，于是两个时间点的"%N"就可以计算出纳秒级的时间差。

但需要注意的是，计算纳秒时间差时要考虑是否要将1秒转换成10^9纳秒，以确保纳秒相减时一定得到正数值。

(2)."%N"的纳秒部分如果长度小于9，将以0补齐。例如999纳米，将补齐为000000999。但在数学计算时，以0开头的数值默认会被当作八进制计算，因此需要强行保证它以10进制计算，需要使用"10#"。数学表达式相关内容参见man bash的Arithmetic Evaluation部分。

(3).由于date命令获取到的%s和%N在同一字符串内，因此需要将其分割开来，在上述脚本中采用的是变量切分的方法。