Аналіз Rust-аналогів CLI-утиліт

Вступ

Привіт! Мене звати Андрій, я навчаюсь в 11 класі та у вільний час навчаюсь програмуванню. Мій шлях почався з Java та Go, де я створював невеликі pet-проєкти й поступово долучався до open-source.

Зараз активно вивчаю Rust, і для практики вирішив переписати відому CLI-утиліту f3 з мови C. У репозиторії вже є робоча версія, але попереду ще чимало роботи — зокрема написання тестів для перевірки сумісності з оригінальною f3

NeoF3 в Github: клік

Також мені цікаво дослідити інші CLI-інструменти на Rust та порівняти їх з класичними аналогами на C: де вони швидші, де зручніші, а де надійніші. Саме цьому присвячена ця стаття.

hyperfine — утиліта для бенчмарків CLI

Перша утиліта в цьому артиклі, адже її я буду використовувати в усіх порівняльних бенчмарках.
hyperfine — це сучасний інструмент для порівняння швидкодії команд у терміналі.
Він автоматично виконує багато запусків, рахує середнє значення, стандартне відхилення, будує діапазон і одразу показує результат у зручному форматі.
Тестове середовище: x86_64 Linux 6.16.3-arch1-1, CPU: Intel Core i5-11400H, GPU: NVIDIA GeForce RTX 3050 Ti, RAM: 15764MiB DDR4.

Основні фічі hyperfine

• Простота: підтримка довільних команд (будь-яка CLI-команда може бути протестована).
• Прогрів (warmup runs): кілька «розігрівочних» ітерацій перед основними вимірюваннями.
• Постійний фідбек: прогрес, ETA і проміжні оцінки.
• Відсікання аномалій: автоматично визначає статистичні викиди.
• Експорт результатів: CSV, JSON, Markdown, AsciiDoc.
• Кросплатформеність: Linux, macOS і Windows.
• Зручна візуалізація: ASCII-таблиці, кольоровий вивід.

Demo: Benchmarking fd і find

zoxide

zoxide — це розумна заміна стандартній команді cd, яка за допомогою алгоритму обліку частоти та свіжості відвідувань розуміє, куди користувач хоче перейти.

⚙️ Алгоритм роботи

З кожним переходом в одну й ту ж директорію її score збільшується на +1 у локальній БД. Після кожного запиту розраховується frecency за таким принципом:

Last access time

zoxide init fish | source

~/.config/fish/config.fish

ripgrep — сучасний аналог grep

ripgrep (далі rg) — сучасний аналог класичної grep, написаної на C.

Переваги rg над grep

• Багатопотокове виконання: значно прискорює пошук.
• Автоматичний фільтр: враховує .gitignore, .ignore, .rgignore; ігнорує приховані та бінарні файли (можна вимкнути -uuu).
• Рекурсія з коробки: не потребує додаткових прапорців.
• Rust regex engine: гарантує лінійний час, безпечний щодо пам’яті, уникає катастрофічного бек-трекінгу.
• Підтримка заміни знайдених даних.
• Загалом інтерфейс більш дружній та зручний.

Demo: ripgrep

Benchmark: rg vs grep

❯ hyperfine -w 3 -r 10 -N \
’rg "fn\s+[a-z_]+\("’ \
’grep -RE "fn\s+[a-z_]+\(«

Benchmark 1: rg "fn\s+[a-z_]+\("
Time (mean ± σ): 4.1 ms ± 0.5 ms [User: 1.6 ms, System: 2.4 ms]
Range (min … max): 3.7 ms … 5.0 ms 10 runs
Benchmark 2: grep -RE "fn\s+[a-z_]+\("
Time (mean ± σ): 2.151 s ± 0.009 s [User: 1.886 s, System: 0.264 s]
Range (min … max): 2.131 s … 2.160 s 10 runs
Summary
rg "fn\s+[a-z_]+\(" ran
519.67 ± 59.60 times faster than grep -RE "fn\s+[a-z_]+\("

bat — клон cat з підсвіткою синтаксису

Основні фічі bat

• Підсвітка синтаксису (визначається за розширенням файлу).
• Відображення назви файлу та номерів рядків.
• Інтеграція з Git (modified/added/deleted).
• Автоматичний пейджинг через less (можна вимкнути —paging=never).
• Режим непринтованих символів (-A): таби, пробіли, переноси рядків,
  Інтеграція з іншими тулзами.

⚠️ Продуктивність: у середньому bat працює у ~8 разів повільніше за cat через обробку в user-space.

Demo: bat

Benchmarks: bat vs cat

❯ hyperfine -w 3 -r 10 -N ’bat main.rs’ ’cat main.rs’

Benchmark 1: bat main.rs
Time (mean ± σ): 3.3 ms ± 0.1 ms [User: 1.8 ms, System: 1.4 ms]
Benchmark 2: cat main.rs
Time (mean ± σ): 405.7 µs ± 29.2 µs [User: 249.6 µs, System: 112.2 µs]
Summary
cat main.rs ran 8.22 ± 0.62 times faster than bat main.rs

❯ hyperfine -w 3 -r 10 -N \
’bat —paging=never —color=never main.rs’ \
’cat main.rs’

Benchmark 1: bat --paging=never --color=never main.rs
Time (mean ± σ): 3.4 ms ± 0.2 ms [User: 1.1 ms, System: 2.2 ms]
Benchmark 2: cat main.rs
Time (mean ± σ): 410.6 µs ± 43.2 µs [User: 323.5 µs, System: 39.1 µs]
Summary
cat main.rs ran 8.17 ± 0.94 times faster than bat --paging=never --color=never

just — зручний раннер команд у проєкті

Переваги just над make

• just — це не build-система, а простий раннер команд, що уникає складностей make.
• Кросплатформеність: Linux, macOS, Windows.
• Парсинг аргументів з командного рядка:

build target:
@echo ’Building {{target}}...’
cd {{target}} && make

❯ just build my-awesome-project
Building my-awesome-project...
cd my-awesome-project && make

• Парсинг .env: dotenv-* опції.
• Recipes будь-якою мовою; можна викликати з піддиректорій.

Demo: just

Benchmarks: just vs make

❯ hyperfine -w 3 -r 30 ’just default’ ’make default’

Benchmark 1: just default ~2.7 ms
Benchmark 2: make default ~1.4 m
Summary: make default ran ~1.8× faster

❯ hyperfine -w 3 -r 30 'just echo-task' 'make echo-task'
Benchmark 1: just echo-task ~2.6 ms
Benchmark 2: make echo-task ~3.2 ms
Summary: just echo-task ran ~1.2× faster

❯ hyperfine -w 3 -r 30 'just tiny-loop' 'make tiny-loop'
Benchmark 1: just tiny-loop ~2.6 ms
Benchmark 2: make tiny-loop ~3.0 ms
Summary: just tiny-loop ran ~1.1x faster

❯ hyperfine -w 3 -r 10 ’just read_test’ ’make read_test’

Benchmark 1: just read_test ~88.4 ms
Benchmark 2: make read_test ~88.2 ms
Summary: майже однаково швидко

Основні фічі fd

• Швидкість: багатопоточний пошук.
• Простий синтаксис.
• Автоматичні ігнори (.gitignore тощо).
• Smart case.
• Пошук за розширенням або типом.
• Rust regex замість shell glob.

Demo

Benchmarks: fd vs find

❯ hyperfine -w 3 -r 10 -N \
’fd -H main.rs’ \
’find . -name main.rs’

Benchmark 1: fd -H main.rs
Time (mean ± σ): 233.9 ms ± 3.5 ms [User: 1155.3 ms, System: 1128.6 ms]
Range (min … max): 230.5 ms … 239.6 ms 10 runs
Benchmark 2: find . -name main.rs
Time (mean ± σ): 794.6 ms ± 9.7 ms [User: 261.7 ms, System: 532.7 ms]
Range (min … max): 774.1 ms … 808.1 ms 10 runs
Summary
fd -H main.rs ran
3.40 ± 0.07 times faster than find . -name main.rs

eza — сучасна альтернатива ls

Demo: eza

Benchmarks: eza vs ls

❯ hyperfine -w 3 -r 10 ’dust’ ’du'

Benchmark 1: dust
Time (mean ± σ): 111.6 ms ± 4.2 ms [User: 227.9 ms, System: 499.5 ms]
Range (min … max): 104.3 ms … 120.8 ms 10 runs
Benchmark 2: du
Time (mean ± σ): 260.8 ms ± 6.4 ms [User: 45.1 ms, System: 211.8 ms]
Range (min … max): 252.8 ms … 271.1 ms 10 runs
Summary
dust ran
2.34 ± 0.11 times faster than du

dust — більш інтуїтивна альтернатива du

Найкорисніші фічі dust

• -d N : обмеження глибини дерева.
• -n K : топ-K директорій/файлів.
• -D/-F : лише директорії / лише файли.
• -z SIZE : мінімальний розмір для виводу.
• -e regex/-v regex : включити/виключити за патерном.
• -t : групування за типом файлів.
• -p : повні шляхи.
• -x : в межах файлової системи.
• -j : JSON-вивід.
• —collapse=DIR : згортати «шумні» каталоги.

Demo: dust

Benchmark: dust vs du

❯ hyperfine -w 3 -r 10 \ ’dust’ \ ’du’ 

Benchmark 1: dust
Time (mean ± σ): 111.6 ms ± 4.2 ms [User: 227.9 ms, System: 499.5 ms]
Range (min … max): 104.3 ms … 120.8 ms 10 runs
Benchmark 2: du
Time (mean ± σ): 260.8 ms ± 6.4 ms [User: 45.1 ms, System: 211.8 ms]
Range (min … max): 252.8 ms … 271.1 ms 10 runs
Summary
dust ran
2.34 ± 0.11 times faster than du

procs — сучасна альтернатива ps, написана на Rust

Основні переваги procs

• Кольоровий вивід.
• Додаткова інформація: TCP/UDP порти, IO-швидкості, Docker-ім’я, статистика пам’яті.
• Вбудований пейджер.
• Фільтрація без grep (логічні оператори).
• Сортування (—sortd, —sorta).
• Watch-режим (—watch).
• SON-вивід для інтеграцій.

Недоліки procs

• Можливі глюки відображення у деяких терміналах.
• Обмеженість у виборі колонок (одна через —only порівняно з гнучким ps).
• Продуктивність: повільніший за ps приблизно в 13 разів.

Benchmark: procs vs ps

❯ hyperfine -w 3 -r 10 \
’procs —color=disable —no-header —only command’ \
’ps -eo command —no-headers’ 

Benchmark 1: procs --color=disable --no-header --only command
Time (mean ± σ): 118.0 ms ± 1.0 ms [User: 7.2 ms, System: 10.2 ms]
Range (min … max): 117.2 ms … 120.6 ms 10 runs
Benchmark 2: ps -eo command --no-headers
Time (mean ± σ): 9.3 ms ± 0.8 ms [User: 3.6 ms, System: 5.3 ms]
Range (min … max): 8.7 ms … 11.4 ms 10 runs
Summary
ps -eo command --no-headers ran
12.65 ± 1.06 times faster than procs --color=disable --no-header --only command

tealdeer — надшвидка версія tldr на Rust

• Швидкість: майже в 60x швидше.
• Кешування: перший виклик завантажує і кешує всю базу tldr pages, працює офлайн.
• Документація: зручний онлайн-підручник.
• Кастомізація: можна гнучко налаштовувати клієнт.

Demo: tealdeer

Benchmark: tealdeer vs tldr

hyperfine -w 3 -r 5 -c —shell=none -L util «$(paste -sd, vars.txt)» \
’tealdeer {util}’ \
’tldr -k {util}’

Summary
tealdeer curl -c ran
57.5 ± 6.7 times faster than tldr -k

hyperfine —shell=none -w 3 -r 10 \
’tealdeer make -c’ \
’tldr -k make’

Benchmark 1: tealdeer make -c
Time (mean ± σ): 1.1 ms ± 0.1 ms [User: 0.3 ms, System: 0.7 ms]
Range (min … max): 1.0 ms … 1.2 ms 10 runs
Benchmark 2: tldr -k make
Time (mean ± σ): 62.1 ms ± 2.9 ms [User: 51.2 ms, System: 8.1 ms]
Range (min … max): 59.0 ms … 65.6 ms 10 runs
Summary
tealdeer make -c ran
57.57 ± 5.35 times faster than tldr -k make

Висновки

• ergonomics — простіший синтаксис, зручніші прапорці;
• UX — кольори, підсвітка, інтеграція з Git, вбудовані пейджери;
• performance — часто Rust-версії швидші (fd, ripgrep, dust), хоча деякі (procs, bat, eza) мають невеликий оверхед;
• кросплатформеність і активна підтримка ком’юніті.

Підписуйтеся на Telegram-канал «DOU #tech», щоб не пропустити нові технічні статті