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linux下/proc/stat 計算CPU利用率

←手機掃碼閱讀     火星人 @ 2014-03-26 , reply:0

一般來說對於需要大量cpu計算的進程,當前端壓力越大時,CPU利用率越高。但對於I/O網路密集型的進程,即使請求很多,伺服器的CPU也不一定很到,這時的服務瓶頸一般是在磁碟的I/O上。比較長見的就是,大文件頻繁讀寫的cpu開銷遠小於小文件頻繁讀寫的開銷。因為在I/O吞吐量一定時,小文件的讀寫更加頻繁,需要更多的cpu來處理I/O的中斷。

在Linux/Unix下,CPU利用率分為用戶態,系統態和空閑態,分別表示CPU處於用戶態執行的時間,系統內核執行的時間,和空閑系統進程執行的時間。平時所說的CPU利用率是指:CPU執行非系統空閑進程的時間 / CPU總的執行時間。

在Linux的內核中,有一個全局變數:Jiffies。 Jiffies代表時間。它的單位隨硬體平台的不同而不同。系統里定義了一個常數HZ,代表每秒種最小時間間隔的數目。這樣jiffies的單位就是1/HZ。Intel平台jiffies的單位是1/100秒,這就是系統所能分辨的最小時間間隔了。每個CPU時間片,Jiffies都要加1。 CPU的利用率就是用執行用戶態+系統態的Jiffies除以總的Jifffies來表示。

在Linux系統中,可以用/proc/stat文件來計算cpu的利用率(詳細的解釋可參考:http://www.linuxhowtos.org/System/procstat.htm)。這個文件包含了所有CPU活動的信息,該文件中的所有值都是從系統啟動開始累計到當前時刻。

如:
QUOTE:
[sailorhzr@builder ~]$ cat /proc/stat
cpu 432661 13295 86656 422145968 171474 233 5346
cpu0 123075 2462 23494 105543694 16586 0 4615
cpu1 111917 4124 23858 105503820 69697 123 371
cpu2 103164 3554 21530 105521167 64032 106 334
cpu3 94504 3153 17772 105577285 21158 4 24
intr 1065711094 1057275779 92 0 6 6 0 4 0 3527 0 0 0 70 0 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7376958 0 0 0 0 0 0 0 1054602 0 0 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ctxt 19067887
btime 1139187531
processes 270014
procs_running 1
procs_blocked 0

輸出解釋
CPU 以及CPU0、CPU1、CPU2、CPU3每行的每個參數意思(以第一行為例)為:

參數 解釋
user (432661) 從系統啟動開始累計到當前時刻,用戶態的CPU時間(單位:jiffies) ,不包含 nice值為負進程。1jiffies=0.01秒
nice (13295) 從系統啟動開始累計到當前時刻,nice值為負的進程所佔用的CPU時間(單位:jiffies)
system (86656) 從系統啟動開始累計到當前時刻,核心時間(單位:jiffies)
idle (422145968) 從系統啟動開始累計到當前時刻,除硬碟IO等待時間以外其它等待時間(單位:jiffies)
iowait (171474) 從系統啟動開始累計到當前時刻,硬碟IO等待時間(單位:jiffies) ,
irq (233) 從系統啟動開始累計到當前時刻,硬中斷時間(單位:jiffies)
softirq (5346) 從系統啟動開始累計到當前時刻,軟中斷時間(單位:jiffies)

CPU時間=user+system+nice+idle+iowait+irq+softirq

「intr」這行給出中斷的信息,第一個為自系統啟動以來,發生的所有的中斷的次數;然後每個數對應一個特定的中斷自系統啟動以來所發生的次數。
「ctxt」給出了自系統啟動以來CPU發生的上下文交換的次數。
「btime」給出了從系統啟動到現在為止的時間,單位為秒。
「processes (total_forks) 自系統啟動以來所創建的任務的個數目。
「procs_running」:當前運行隊列的任務的數目。
「procs_blocked」:當前被阻塞的任務的數目。

那麼CPU利用率可以使用以下兩個方法。先取兩個採樣點,然後計算其差值:
QUOTE:
cpu usage=(idle2-idle1)/(cpu2-cpu1)*100
cpu usage=[(user_2 +sys_2+nice_2) - (user_1 + sys_1+nice_1)]/(total_2 - total_1)*100

以下用分別用bash和perl做的一個cpu利用率的計算:

本人注:以下代碼則採用公式為:
QUOTE:
total_0USER[0]+NICE[0]+SYSTEM[0]+IDLE[0]+IOWAIT[0]+IRQ[0]+SOFTIRQ[0]
total_1=USER[1]+NICE[1]+SYSTEM[1]+IDLE[1]+IOWAIT[1]+IRQ[1]+SOFTIRQ[1]
cpu usage=(IDLE[0]-IDLE[1]) / (total_0-total_1) * 100

###bash 代碼(本人提供.可用)
CODE:
#!/bin/sh

##echo user nice system idle iowait irq softirq
CPULOG_1=$(cat /proc/stat | grep 'cpu ' | awk '{print $2" "$3" "$4" "$5" "$6" "$7" "$8}')
SYS_IDLE_1=$(echo $CPULOG_1 | awk '{print $4}')
Total_1=$(echo $CPULOG_1 | awk '{print $1+$2+$3+$4+$5+$6+$7}')

sleep 5

CPULOG_2=$(cat /proc/stat | grep 'cpu ' | awk '{print $2" "$3" "$4" "$5" "$6" "$7" "$8}')
SYS_IDLE_2=$(echo $CPULOG_2 | awk '{print $4}')
Total_2=$(echo $CPULOG_2 | awk '{print $1+$2+$3+$4+$5+$6+$7}')

SYS_IDLE=`expr $SYS_IDLE_2 - $SYS_IDLE_1`

Total=`expr $Total_2 - $Total_1`
SYS_USAGE=`expr $SYS_IDLE/$Total*100 |bc -l`

SYS_Rate=`expr 100-$SYS_USAGE |bc -l`

Disp_SYS_Rate=`expr "scale=3; $SYS_Rate/1" |bc`
echo $Disp_SYS_Rate%







###perl 代碼(網友提供.可用)


#!/usr/bin/perl

use warnings;

$SLEEPTIME=5;

if (-e "/tmp/stat") {
unlink "/tmp/stat";
}
open (JIFF_TMP, ">>/tmp/stat") || die "Can't open /proc/stat file!\n";
open (JIFF, "/proc/stat") || die "Can't open /proc/stat file!\n";
@jiff_0=<JIFF>;
print JIFF_TMP $jiff_0[0] ;
close (JIFF);

sleep $SLEEPTIME;

open (JIFF, "/proc/stat") || die "Can't open /proc/stat file!\n";
@jiff_1=<JIFF>;
print JIFF_TMP $jiff_1[0];
close (JIFF);
close (JIFF_TMP);

@USER=`awk '{print \$2}' "/tmp/stat"`;
@NICE=`awk '{print \$3}' "/tmp/stat"`;
@SYSTEM=`awk '{print \$4}' "/tmp/stat"`;
@IDLE=`awk '{print \$5}' "/tmp/stat"`;
@IOWAIT=`awk '{print \$6}' "/tmp/stat"`;
@IRQ=`awk '{print \$7}' "/tmp/stat"`;
@SOFTIRQ=`awk '{print \$8}' "/tmp/stat"`;

$JIFF_0=$USER[0]+$NICE[0]+$SYSTEM[0]+$IDLE[0]+$IOWAIT[0]+$IRQ[0]+$SOFTIRQ[0];
$JIFF_1=$USER[1]+$NICE[1]+$SYSTEM[1]+$IDLE[1]+$IOWAIT[1]+$IRQ[1]+$SOFTIRQ[1];

$SYS_IDLE=($IDLE[0]-$IDLE[1]) / ($JIFF_0-$JIFF_1) * 100;
$SYS_USAGE=100 - $SYS_IDLE;

printf ("The CPU usage is %1.2f%%\n",$SYS_USAGE);


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http://coctec.com/docs/linux/show-post-185667.html