linux中随手可得的测试、调试、性能检验工具

发布时间：2014-09-05 14:24:31作者：知识屋

原定标题是“linux自带的测试、调试、性能工具”，不过并不恰当，比如本文要提到的gdb，很多Linux发行版中都提供了它，但毕竟不是Linux的必要组成部分，只是对与大多数Linux用户随手可得罢了。合理组合使用这些工具可以满足更复杂的要求，并写成测试脚本，能为测试提供很大的方便。本文不涉及具体的脚本编写，也不涉及与网络相关的命令如netstat和tcpdump。

　　为了方便阅读，用横线把内容进行分割，并且每个下划线下对这部分主要内容进行提示。

　　对于1~6这几个命令，单独使用时看上去很简单，但当它们结合重定向和正则表达式从而构成更复杂的功能甚至是自动化脚本时，才能发挥其真正威力。

　　cmp和diff可以用于版本控制，比较两个版本文件的不同之处，也可以用于比较程序产生的输出。

1.cmp

　　逐字节比较两个文件，输出。无选项则输出第一个不同的地方。

　　常用选项：

　　-l 输出所有不同的字节，并显示字节数（十进制）和每个不同的不同字节（八进制）。例如，如果第3个字节file1.txt中是八进制151，flie2.txt中是12，则显示：

　　　　3 151 12

2.diff

　　逐行比较两个文件；如果指定的是目录，则比较目录下的同名文件。

　　输出为:文件1中的行数+格式提示+文件2中的行数，其中格式提示为a、c、d，对应add、change、delete。

　　diff的退出值有特定含义， 0 表示没有不同，1 表示找到不同处，2 表示出错。

　　常用选项：

　　　　-y --side-by-side 以两列输出。这时用 |标注二者不同的行，<标注后者比前者少一行，>标注前者比后者少一行。此时还可以加上下面的选项：

　　　　　　-W NUM --width=NUM 输出最多打印 NUM (默认 130) 列。

　　　　　　--left-column 仅输出共有行的左侧列。

　　　　-c -C NUM --context[=NUM] 输出 NUM (默认 3) 行复制的上下文。两个文件的全文都会显示。

　　　　-u -U NUM --unified[=NUM] 输出 NUM (默认 3) 行合并的上下文。两个文件相同的部分只显示一次。

　　　　-ruN 生成patch文件，格式为diff -ruN file1 file2 >patch.dat，这时使用patch file1 patch.dat就能把file1的内容更新到与file2一致了。

　　sort、sum、wc同样可以对文件和输出按需要进行处理。对于能够把stdin重定向到文件中的Linux来说，对输出的处理和对文件的处理是一样的。

3.sort

　　按字母序输出各行。这个命令可以同时处理多个文件。

　　常用选项：

　　　　-u　去除重复行

　　　　-r　降序输出

　　　　-n　按数字序排序，（这样2才不会排到10后面）

　　　　-t 按某个分隔符分隔，这时可以用-k指定列数

4.sum

　　计算文件校验和以及占用的块(block)数。校验和算法和block的大小可以根据选项设定。

5.wc

　　输出文件的行数、字（word）数、字节数。如果多于一个文件还将输出总行数。

　　常用选项：

　　　　-c　输出字节数

　　　　-m　输出字符数

　　　　-l　　输出行数

　　　　-w　输出字（word）数

6.grep

　　从文本中搜索符合正则表达式的内容并显示。这里就不提正则表达式是多么的强大了，其规则可以单独写成一篇博文，并且很多人已经这么做过了。下面是一些用法启发，看完之后会让人觉得，原来这个“搜索”的需求的具体化如此多样。例子出于《程序设计实践》：

　　哪些文件里用到了类Regexp？　　%grep Regexp *.java

　　这个类的实现在哪个文件？　　　 %grep 'class.*Regexp' *.java

　　文件中有多少空行？　　　　　　 %grep '.' *.c++ |wc

　　运行时间的统计和测定：time和gprof

7.time

　　用法是$time 可执行文件/命令

　　显示程序运行的总时间、用户时间和系统时间。

　　对于一个执行时间很短的程序，运行时间可能显示为0。

　　因为并不是由程序执行本身收集的，如果time命令被停止或被换出内存，显示的时间可能大于真实的时间。

8.gprof

　　统计程序运行时各个函数的运行时间和被调用的次数。这对代码调优很有帮助，通过这个统计，可以找到占用时间比率大、调用次数多的函数，对齐进行优化，这样可以提升程序的性能。而对于较少执行而且占用时间不多的函数，即使存在优化的可能性，也不必费心考虑优化方案，因为对它的优化对性能提升不大。

　　如果需要gprof，在gcc时需要增加-pg选项，这时会生成一个gmon.out文件。

　　代码查错：gcc -Wall选项、lint

9.gcc -Wall

　　之所以把这个gcc选项也列上，主要是其作用容易被人忽略。Writing Solid Code上援引Peter Lynch——据说是80年代最好的合股投资公司管理者——的话：投资者与赌徒之间的区别在于投资者利用每一次机会，无论它是多么小，去争取利益；而赌徒则只靠运气。作者建议把这句话应用于编程，选择编译程序的所有可选警告选项，并视之为无风险高偿还的程序投资。不要问“应该使用这一警告设施吗？”而是问：“为什么不使用这一警告设施呢？”把所有警告选项都打开，除非有极好的理由才不这么做。

10.lint

　　最初lint用于检查C语言中不可移植的代码，而现在已经不只是一个可移植性检查程序，还可以检查出代码中那些虽然可移植并且完全合乎语法但很有可能是错误的特性。

　　lint有很多版本，Linux下可以使用splint，通过apt-get安装。

　　较综合的调试：gdb

11.gdb

　　gdb是一个较为综合的调试工具，提供了诸如断点、变量监测和设置、信号、查看函数堆栈、单步执行等功能，这里不做详细介绍，相关的博文很多，可以进行参考，我以前也做了个记录：gdb调试命令。

　　其他：strace

12.strace

　　strace可以跟踪到一个进程产生的系统调用,包括参数，返回值，执行消耗的时间。

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