文章1部分 再了解C语言
shell脚本中的文件操作
【文章摘要】
编写shell脚本时，经常会涉及到对文件的操作，比方从文件里读取一行数据、向文件追加一行数据等。
完毕文件读写操作的方法有非常多，了解各种命令下文件操作的运行情况，有助于开发者在不同使用场景下选择合适的命令。
本文以实际的shell脚本为例，介绍了对文件进行操作的不同方法，为相关开发工作提供了參考。
【关键词】
shell 文件操作 读写 效率
一、概述
在某些软件项目的需求文档中，要求程序一次性读或写的数据规模较大，可达1000万行级，这就涉及到对程序运行方法和效率等的考虑。
本文比較了不同shell命令在对文件进行读或写操作过程中运行效率的不同，为大数据下文件操作命令的选择提供了參考。
二、文件比較算法流程介绍
文件比較算法的流程如图1所看到的。
图1 文件比較算法的流程
三、不同的文件内容读取命令
1. sed逐行读取数据
该命令在一个循环里，依次读取文件的每一行内容。
(1) 读取方法
举例：读取f1文件的第一行：sed –n 1p f1
读取f1文件的第二行：sed –n 2p f1
该命令实现简单，逻辑清晰。
(2) 性能问题
假设用该命令进行大数据量(在十万数量级以上)的读取。发现程序运行效率低下。耗时较多(详细參见第3小节中的原因分析)。
2. 运用exec及read读取文件内容
(1) 打开读文件句柄
exec 3<testfile
当中。3是文件描写叙述符(文件句柄)，在linux取大于等于3的值(在aix下仅仅能为[3,9]之间的值)，该文描写叙述符兴许用来读取一行数据和关闭文件。testfile是要打开的文件。
(2) 读取一行数据
read str<&3
当中，3表示从该文件描写叙述符读取数据；str是变量，用于保存从文件里读取的行数据。
(3) 关闭文件句柄
exec 3<&-
3. sed、exec及read读取文件内容測试脚本及效率比較
測试用exec及read方式逐行读取完一个122880行的文件，而用sed方式逐行读取完一个4995行的数据。測试脚本(命名为Test1.sh)例如以下：
測试结果例如以下：
(1) 測试文件内容行数
zhou@linux:~/zhouzx/sh> wc -l Test1 Test2
122880 Test1
4995 Test2
127875 total
(2) 脚本运行结果
zhou@linux:~/zhouzx/sh> ./Test1.sh
Wed May 14 15:18:56 CST 2014
Wed May 14 15:18:59 CST 2014
Wed May 14 15:19:12 CST 2014
从运行结果能够看出，用exec及read方式逐行读取完一个122880行的文件耗时3秒，而sed方式逐行读取完一个4995行的数据须要13秒。可见，运用exec及read后的文件读取效率有大幅的提升。
(3) sed命令在大数据量(在十万数量级以上)下读取效率低下原因分析
经分析，问题原因是sed命令读取一行数据太耗时。
sed读取一行数据有两个耗时的地方：
1) 每读取一行都会打开和关闭文件句柄，频繁的打开和关闭文件句柄成本高昂。
2) sed读取某一行时有一个定位的过程，比方想要读取第10万行，则该命令运行时首先须要从头開始查找一直定位到第10万行，此种运行方式的成本也非常高。而且随着数据行数的添加成本不断地添加。
上面的两个耗时的地方在仅仅运行一次sed命令读取一行数据时并不明显。但将该命令放在一个100万级的循环内，其效率问题就显得非常突出了。
四、不同的写文件方式
主要有两种方式。
1. 运用>>向文件追加一行数据
这是经常使用的操作方式。
2. 运用exec方式向文件追加数据
(1) 打开写文件句柄
exec 3>testfile
3是文件描写叙述符(文件句柄)，在linux下取大于等于3的值(在aix下仅仅能为[3,9]之间的值)。该文描写叙述符兴许用来读取一行数据和关闭文件；testfile是要打开的文件。
(2) 写入一行数据
echo “${str}”>&3
3表示从该文件描写叙述符读取数据；str是变量。表示向文件描写叙述符写入的行数据。
(3) 关闭写文件句柄
exec 3>&-
3. 写文件内容測试脚本及效率比較
測试用>>方式向文件追加100万行数据，同一时候用exec方式向文件追加100万行数据，測试脚本(命名为Test2.sh)例如以下：
測试结果例如以下：
(1) 脚本运行结果
zhou@linux:~/zhouzx/sh> ./Test2.sh
Wed May 14 15:12:47 CST 2014
Wed May 14 15:13:27 CST 2014
Wed May 14 15:14:03 CST 2014
(2) 生成文件内容
生成文件test3和test4中的内容全然同样，test3(或test4)文件部分截图如图2所看到的。
图2 test3文件部分截图
从运行结果能够看出。用>>方式向文件追加100万行数据耗时40秒。而用exec方式向文件追加100万行数据耗时36秒。用exec方式节约下来的4秒时间是非常可观的。在大数据量下可进一步提升了程序运行效率。
五、总结
提升程序运行效率是程序设计中一个永恒的话题，作为优秀的软件开发project师。一定要学会在已有程序的基础之上对算法进行优化。以提升程序及软件产品的运行效率。
本文比較了不同shell命令在对文件进行读或写操作过程中运行效率的不同。并用脚本演示了不同命令运行时间的差距。通过对本文的阅读，希望大家能够对shell环境下文件操作有更为深刻的认识。
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