为什么“ ls *”比“ ls”花费更长的时间？

我在目录中有几个文件：

$ ls | wc -l
9376

谁能解释为什么使用ls *和会有如此大的时差ls？

$ time ls > /dev/null
real    0m0.118s
user    0m0.106s
sys     0m0.011s

和

$ time ls * > /dev/null
real    1m32.602s
user    0m0.233s
sys     0m0.438s

好的，这是一个极好的示例，并且可能会得到增强，因为该目录位于通用并行文件系统（GPFS）上。但是我还可以看到本地文件系统的显着速度下降。

编辑：

$ time ls -l > /dev/null
real    0m58.772s
user    0m0.113s
sys     0m0.452s
$ time ls -l * > /dev/null
real    1m19.538s
user    0m0.252s
sys     0m0.461s

并且我应该在示例中添加没有子目录：

$ diff <(ls) <(ls *)
$

当您ls不带参数运行时，它只会打开一个目录，读取所有内容，对它们进行排序并打印出来。

运行时ls *，首先外壳扩展*（实际上与简单扩展一样），ls并使用当前目录中的所有文件构建一个参数向量并调用ls。ls然后必须处理该参数向量并针对每个参数进行处理，并调用access(2)“文件”以检查其存在。然后，它将输出与第一个（简单）相同的输出ls。Shell对大自变量向量的处理和ls对S 的处理都可能会涉及大量的小块内存分配，这可能需要一些时间。但是，由于时间sys和user精力很少，而时间却很多real，因此大部分时间将花费在等待磁盘上，而不是使用CPU进行内存分配。

每次调用access(2)都需要读取文件的inode以获得权限信息。这意味着比单纯读取目录更多的磁盘读取和查找。我不知道这些操作在您的GPFS上有多昂贵，但是您所显示的比较结果ls -l与通配符的运行时间相似，因此检索inode信息所需的时间似乎占主导地位。如果GPFS在每次读取操作中的延迟都比本地文件系统稍高，我们希望在这些情况下它会更加明显。

通配符情况与ls -l50％之间的差异可以通过磁盘上inode的顺序来解释。如果按与目录中文件名相同的顺序依次排列索引节点，并且ls -l在排序之前按目录顺序stat（2）文件，则ls -l可能会扫描一次读取大多数索引节点。使用通配符，shell将在将文件名传递给之前对文件名进行排序ls，因此ls可能会以不同的顺序读取索引节点，从而增加了磁盘头的移动。

应当注意，您的time输出将不包括shell扩展通配符所花费的时间。

如果您真的想看看发生了什么，请使用strace(1)：

strace -o /tmp/ls-star.trace ls *
strace -o /tmp/ls-l-star.trace ls -l *

并查看在每种情况下正在执行哪些系统调用。

¹我不知道是否access(2)实际使用过，或诸如之类的其他东西stat(2)。但是两者都可能需要inode查找（我不确定是否access(file, 0)会绕过inode查找。）