【必見】timeコマンドとは？｜その重要性や応用した使い方まで解説

（最終更新月：2023年5月）

✔このような方へ向けて書かれた記事となります

「timeコマンドはどんな機能を持っているのだろう？」

「どのようにtimeコマンドを使うべきか教えてほしい」

「timeコマンドの実際の使用例を見てみたい」

✔当記事を通じてお伝えすること

timeコマンドの基本概念
timeコマンドの使い方とその応用方法
timeコマンドを使用した具体的な例

当記事では、timeコマンドの基本的な使い方から、オプションを駆使した応用例までを解説します。

実際の操作例を交えながら、timeコマンドでどのようにパフォーマンス分析などに活用できるかを詳しく説明していきます。

最後までお付き合いいただければ幸いです。

timeコマンドの基礎知識

timeコマンドの基礎知識からご紹介します。

まずは基礎知識を理解して、土台作りが必要です。

timeコマンドの概要
timeコマンドの主な用途
timeコマンドが提供する情報

timeコマンドの概要

timeコマンドは、コマンドやスクリプトの実行時間を計測するためのコマンドです。

このコマンドを使用することで、実行にかかる時間やシステムリソースの使用状況を簡単に把握できます。

実行時間以外にも、CPU使用率やメモリ使用量などのシステムリソースの使用状況も取得可能。

プログラムのパフォーマンス改善やデバッグを効率的におこなえます。

timeコマンドの主な用途

timeコマンドは、以下のような用途で使用されます。

コマンドやスクリプトの実行時間を計測
プログラムのパフォーマンス改善
デバッグや最適化の際に役立つ情報を取得
複数の実装方法のパフォーマンス比較

のちほど詳しく解説しますが、2つだけ例を見てみます。

コマンドやスクリプトの実行時間を計測

シェルスクリプト（例えばmyscript.sh）の実行時間を計測するためには、以下のようにtimeコマンドを使用します。

$ time ./myscript.sh

myscript.shの実行にかかった実時間（real）、ユーザーCPU時間（user）、システムCPU時間（sys）が表示されます。

プログラムのパフォーマンス改善

timeコマンドを使ってプログラムの実行時間を計測することで、その結果を元にプログラムのパフォーマンスを改善することができます。

例えば、Pythonプログラム（myprogram.py）の実行時間を計測してみましょう。

$ time python3 myprogram.py

この結果を見て、プログラムが思ったよりも時間がかかっている場合、その原因を特定し、コードを最適化することでパフォーマンスを改善することが可能です。

timeコマンドが提供する情報

timeコマンドは、以下のような情報を提供します。

実行にかかる実時間（wall-clock time）
ユーザーCPU時間（プログラムがCPUを使用した時間）
システムCPU時間（システムがCPUを使用した時間）
メモリ使用量

timeコマンドの基本的な使い方

timeコマンドの基本的な使い方はこちらです。

主な使用例と合わせてご覧ください。

timeコマンドの構文
コマンドの実行時間を計測する方法
実行例とその解説
よくあるエラーと対処法

timeコマンドの構文

timeコマンドの基本的な構文は以下の通りです。

time [オプション] [コマンド]

timeコマンドに続けて、計測したいコマンドを入力します。

オプションを用いることで、出力形式や詳細な情報を取得することが可能です。

コマンドの実行時間を計測する方法

timeコマンドを使用してコマンドの実行時間を計測するには、以下のように入力します。

time ls

上記の例では、lsコマンドの実行時間を計測しています。

実行結果は、実時間（wall-clock time）、ユーザーCPU時間、システムCPU時間の3つの値が表示されます。

実行例とその解説

以下は、timeコマンドを使用してsleepコマンドの実行時間を計測する例です。

$ time sleep 3

実行結果はこちら。

real    0m3.003s
user    0m0.000s
sys     0m0.004s

この例では、sleep 3コマンドを実行しています。

実時間（real）が3.003秒であり、指定した3秒間スリープしていることがわかります。

また、ユーザーCPU時間（user）とシステムCPU時間（sys）はほとんど使用されていません。

よくあるエラーと対処法

timeコマンドを使用する際によくあるエラーとその対処法を以下に示します。

エラー	原因	対処法
bash: time: command not found	シェルがtimeコマンドを見つけられない。これは、timeがインストールされていないか、PATHが正しく設定されていないために起こります。	timeコマンドがインストールされていることを確認します。Linuxの場合、多くのディストリビューションでデフォルトでインストールされています。また、PATHが正しく設定されていることを確認します。
time: can’t execute ‘command’: No such file or directory	指定したコマンドが存在しない、あるいは実行可能ファイルとして認識されない。	正しいコマンド名を使用していることを確認します。また、コマンドが存在するディレクトリがPATHに含まれていることを確認します。
time: can’t execute ‘command’: Permission denied	指定したコマンドまたはスクリプトに実行権限がない。	ファイルのパーミッションを確認し、必要に応じて実行権限を与えます。これにはchmodコマンドを使用します。例：chmod +x command
time: output file ‘file’ not writable: Permission denied	指定した出力ファイルに書き込み権限がない。	-oオプションで指定した出力ファイルが存在し、書き込み可能であることを確認します。

timeコマンドのオプションとカスタマイズ

timeコマンドのオプションについても見ておきましょう。

オプションを使いこなせば、より高度な使用が実現できます。

よく使われるオプション一覧
オプションの使い方
出力形式の変更方法
出力結果の解釈
便利なオプションの組み合わせ

よく使われるオプション一覧

timeコマンドでよく使われるオプションは以下の通りです。

-p：POSIX準拠の出力形式で結果を表示
-f FORMAT：指定したFORMATで結果を表示
-o FILE：結果を指定したファイルに出力

オプションの使い方

以下は、-fオプションを使って出力形式をカスタマイズする例です。

$ time -f "Total: %e sec" sleep 3

実行結果はこちら。

Total: 3.00 sec

この例では、-fオプションを使用して出力形式をカスタマイズしています。

結果は「Total: 3.00 sec」と表示され、実行時間がカスタマイズされた形式で出力されます。

出力形式の変更方法

-fオプションを使用することで、出力形式を変更できます。

以下に、いくつかの出力形式の例を示します。

– %e：実時間（wall-clock time）を秒単位で表示
– %U：ユーザーCPU時間を秒単位で表示
– %S：システムCPU時間を秒単位で表示
– %M：最大メモリ使用量をキロバイト単位で表示

出力結果の解釈

timeコマンドの出力結果は、以下のように解釈されます。

– 実時間（real）：コマンドの開始から終了までの経過時間
– ユーザーCPU時間（user）：プログラムがCPUを使用した時間
– システムCPU時間（sys）：システムがCPUを使用した時間

これらの値を比較することで、プログラムの実行にかかる時間やシステムリソースの使用状況を詳細に把握できます。

便利なオプションの組み合わせ

以下は、-fオプションと-oオプションを組み合わせた例です。

$ time -f "Real: %e sec\nUser: %U sec\nSystem: %S sec" -o result.txt sleep 3

この例では、出力形式をカスタマイズし、結果をresult.txtファイルに出力しています。

timeコマンドのオプション一覧

こちらではオプションの一覧をご紹介します。

前章の使い方を見ながら、いろいろと触ってみてください。

オプション名	説明	例文
-p, –portability	POSIX準拠の出力形式を表示します。	time -p ls
-v, –verbose	詳細な情報を表示します。このオプションを使用すると、使用メモリ、ページフォールト数、システムコール数などの情報を取得できます。	time -v ls
-o FILE, –output=FILE	結果を指定したファイルに出力します。既存のファイルは上書きされます。	time -o output.txt ls
-a, –append	-oオプションと共に使用すると、結果を既存のファイルに追記します。	time -o output.txt -a ls
-f FORMAT, –format=FORMAT	結果の出力形式を指定します。FORMATは特殊な変数を含む文字列で、それぞれが特定の情報（例：実行時間、CPU使用率など）を表します。	time -f “Elapsed time: %E” ls

timeコマンドの応用例

timeコマンドを応用した例を見ていきます。

具体例を見ながら、より実践に近い使い方で練習しましょう。

複数のコマンドの実行時間を比較する方法
スクリプトやプログラムのパフォーマンスを測定する方法
デバッグや最適化の際に役立つ情報の取得方法
システム全体のパフォーマンス監視

複数のコマンドの実行時間を比較する方法

timeコマンドを使用して、複数のコマンドの実行時間を比較できます。

以下は、lsコマンドとfindコマンドの実行時間を比較する例です。

$ time ls > /dev/null
$ time find . -maxdepth 1 > /dev/null

実行結果を比較することで、どちらのコマンドがより高速に実行されるかを把握することができます。

スクリプトやプログラムのパフォーマンスを測定する方法

timeコマンドを使用して、スクリプトやプログラムの実行時間を測定できます。

以下は、Pythonスクリプト（sample_script.py）の実行時間を計測する例です。

$ time python3 sample_script.py

実行結果をもとに、スクリプトのパフォーマンス改善やデバッグをおこなえます。

デバッグや最適化の際に役立つ情報の取得方法

timeコマンドを使用して、メモリ使用量やCPU使用率などのシステムリソースの使用状況を取得できます。

これらの情報は、デバッグや最適化の際に役立つでしょう。

以下は、メモリ使用量を取得する例です。

$ /usr/bin/time -f "Memory: %M KB" python3 sample_script.py

システム全体のパフォーマンス監視

timeコマンドは、システム全体のパフォーマンス監視にも役立ちます。

例えば、一定期間ごとにtimeコマンドを実行し、システムリソースの使用状況を監視することができます。

timeコマンドを活用したコミュニティ事例

組織の中でどのように役立つかをご紹介します。

会社やチームで動いている方は参考にしてください。

ソフトウェア開発プロジェクトでの利用例
システム管理者が遭遇する問題の解決策
パフォーマンスチューニングの専門家によるアドバイス

ソフトウェア開発プロジェクトでの利用例

timeコマンドは、ソフトウェア開発プロジェクトにおいて、開発者がプログラムの実行速度を計測し、パフォーマンス改善を行う際に役立ちます。

また、複数の実装方法を比較し、最も効率的なものを選択するためにも使用されます。

システム管理者が遭遇する問題の解決策

システム管理者は、timeコマンドを使用して、システムのパフォーマンス問題を特定し、適切な対策を施せます。

例えば、システムが過負荷になっている原因を特定し、リソースの最適化や負荷分散を行うことが可能です。

パフォーマンスチューニングの専門家によるアドバイス

パフォーマンスチューニングの専門家は、timeコマンドを活用して、プログラムやシステムのパフォーマンス改善を支援します。

彼らは、timeコマンドを使用して、実行時間やリソース使用状況を詳細に分析し、最適な最適化手法を提案することができます。

まとめ

timeコマンドは、プログラムやコマンドの実行時間を計測するための有用なツールです。

パフォーマンス改善やデバッグをおこなえます。

基本的な使い方を理解したら、さらに応用例やオプションを学ぶことで、より効果的なパフォーマンス分析が可能になるでしょう。

ほかの関連するコマンドやツールを学ぶことで、より幅広い知識を習得することも心がけてください。

参考資料 [GNU Timeコマンドの公式ドキュメント]　https://www.gnu.org/software/time/