Linux中通过/proc/stat等文件计算Cpu使用率(二)

简介:

单核情况下Cpu使用率的计算

基本思想

通过读取/proc/stat /proc/<pid>/stat/proc/<pid>/task/<tid>/stat以及/proc/cpuinfo这几个文件获取总的Cpu时间、进程的Cpu时间、线程的Cpu时间以及Cpu的个数的信息,然后通过一定的算法进行计算(采样两个足够短的时间间隔的Cpu快照与进程快照来计算进程的Cpu使用率)

 

总的Cpu使用率计算

计算方法:

1、  采样两个足够短的时间间隔的Cpu快照,分别记作t1,t2,其中t1t2的结构均为:

(usernicesystemidleiowaitirqsoftirqstealstolenguest)9元组;

2、  计算总的Cpu时间片totalCpuTime

a)         把第一次的所有cpu使用情况求和,得到s1;

b)         把第二次的所有cpu使用情况求和,得到s2;

c)         s2 - s1得到这个时间间隔内的所有时间片,即totalCpuTime = j2 - j1 ;

3、计算空闲时间idle

idle对应第四列的数据,用第二次的第四列 第一次的第四列即可

idle=第二次的第四列 第一次的第四列

6、计算cpu使用率

pcpu =100* (total-idle)/total

某一进程Cpu使用率的计算

计算方法:  

1.               采样两个足够短的时间间隔的cpu快照与进程快照,

a)         每一个cpu快照均为(usernicesystemidleiowaitirqsoftirqstealstolenguest)9元组;

b)         每一个进程快照均为 (utimestimecutimecstime)4元组;

2.               分别根据结论2、结论3计算出两个时刻的总的cpu时间与进程的cpu时间,分别记作:totalCpuTime1totalCpuTime2processCpuTime1processCpuTime2

3.               计算该进程的cpu使用率pcpu = 100*( processCpuTime2 – processCpuTime1) / (totalCpuTime2 – totalCpuTime1) (100%计算,如果是多核情况下还需乘以cpu的个数);

实验数据

实验一: 监控一空循环的进程的cpu使用率。

说明:左边的数据是按以上算法得到的数据,其中采样的时间间隔与top命令刷新屏幕的时间间隔相同。

按以上方法计算得到的cpu使用率

通过top命令得到的

 

99.50083

98.333336

98.0

98.83138

99.0

99.0

99.83361

98.83527

98.4975

 

PID    USER      PR   NI   VIRT   RES   SHR   S  %CPU %MEM  TIME+  COMMAND 

7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S   99  2.2   1:00.74 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S   99  2.2   1:03.71 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S   99  2.2   1:06.67 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S   99  2.2   1:09.63 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S   98  2.2   1:12.59 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S   99  2.2   1:15.55 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S  100  2.2   1:18.55 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S  100  2.2   1:21.54 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S   99  2.2   1:24.52 java              

 7639 fjzag     20   0  206m  10m 7136 S   98  2.2   1:27.46 java

 

实验二: 监控jconsole进程的cpu使用率。

说明:左边的数据是按以上算法得到的数据,其中采样的时间间隔与top命令刷新屏幕的时间间隔相同。

按以上方法计算得到的cpu使用率

通过top命令得到的

 

8.681135

12.0

10.350584

7.6539097

7.6539097

5.0

13.021703

11.0

8.666667

PID   USER      PR   NI  VIRT   RES   SHR  S  %CPU %MEM  TIME+  COMMAND 

7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S   10 14.4   0:18.70 jconsole          

 7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S   12 14.4   0:19.07 jconsole          

 7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S   11 14.4   0:19.39 jconsole          

 7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S    7 14.4   0:19.61 jconsole          

 7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S    7 14.4   0:19.83 jconsole          

 7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S    5 14.4   0:19.97 jconsole          

 7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S   14 14.4   0:20.38 jconsole          

 7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S   10 14.4   0:20.68 jconsole          

 7753 fjzag     20   0  252m  72m  22m S    9 14.5   0:20.96 jconsole

某一线程Cpu使用率的计算

计算方法:  

1.               采样两个足够短的时间隔的cpu快照与线程快照,

a)         每一个cpu快照均为(usernicesystemidleiowaitirqsoftirqstealstealonguest)9元组;

b)         每一个线程快照均为 (utimestime)2元组;

2.               分别根据结论2、结论4计算出两个时刻的总的cpu时间与线程的cpu时间,分别记作:totalCpuTime1totalCpuTime2threadCpuTime1threadCpuTime2

3.               计算该线程的cpu使用率pcpu = 100*( threadCpuTime2 – threadCpuTime1) / (totalCpuTime2 – totalCpuTime1) (100%计算,如果是多核情况下还需乘以cpu的个数);

实验数据

实验一: 监控一空循环的线程的cpu使用率。

说明:左边的数据是按以上算法得到的数据,其中采样的时间间隔与top命令刷新屏幕的时间间隔相同。

按以上方法计算得到的cpu使用率

通过top命令得到的

 

98.83138

97.00997

96.98997

97.49583

98.169716

96.8386

97.333336

93.82304

98.66667

PID    USER      PR   NI   VIRT   RES   SHR   S  %CPU %MEM  TIME+  COMMAND 

7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   97  2.2   7:22.94 java              

 7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   97  2.2   7:25.86 java              

 7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   97  2.2   7:28.76 java              

 7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   99  2.2   7:31.72 java              

 7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   98  2.2   7:34.65 java              

 7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   96  2.2   7:37.53 java              

 7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   98  2.2   7:40.47 java              

 7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   96  2.2   7:43.34 java              

 7649 fjzag     20   0  206m  10m 7136 R   97  2.2   7:46.25 java

 

实验二: 监控jconsole程序某一线程的cpu使用率。

说明:左边的数据是按以上算法得到的数据,其中采样的时间间隔与top命令刷新屏幕的时间间隔相同。

按以上方法计算得到的cpu使用率

通过top命令得到的

 

1.3400335

6.644518

1.3333334

0.6677796

0.6666667

1.3333334

1.3333334

 PID    USER      PR   NI   VIRT   RES  SHR  S  %CPU %MEM  TIME+  COMMAND 

7755 fjzag     20   0  251m  72m  22m S    1 14.4   0:11.92 jconsole          

 7755 fjzag     20   0  251m  72m  22m S    7 14.4   0:12.12 jconsole          

 7755 fjzag     20   0  251m  72m  22m S    2 14.4   0:12.18 jconsole          

 7755 fjzag     20   0  251m  72m  22m S    0 14.4   0:12.18 jconsole          

 7755 fjzag     20   0  251m  72m  22m S    1 14.4   0:12.20 jconsole          

 7755 fjzag     20   0  251m  72m  22m S    1 14.4   0:12.24 jconsole          

 7755 fjzag     20   0  251m  72m  22m S    1 14.4   0:12.28 jconsole

多核情况下cpu使用率的计算                                                    

以下通过实验数据来说明多核情况下某一进程cpu使用率是按cpu个数*100%计算的.

实验一

描述:

双核的情况下作的一组实验,第一组数据是通过ps  -eLo pid,lwp,pcpu | grep 9140命令查看进程号为9140的进程中各线程的详细信息。第二组数据是通过 ps命令查看进程号为9140进程的cpu使用率。

数据一:

pid   lwp  %cpu

9140  9140  0.0
 9140  9141  0.0
 9140  9142  0.0
 9140  9143  0.0
 9140  9144  0.0
 9140  9149  0.0
 9140  9150  0.0
 9140  9151  0.0
 9140  9152  0.1
 
9140  9153 96.6                         该线程是一个空循环
 9140  9154 95.9
                         该线程是一个空循环

以上除了红色标注出来的两个线程以外,其他的线程都是后台线程。

数据二:

pid   %cpu

9140  193

实验二

描述:

单核的情况下作的一组实验,第一组数据是通过ps  -eLo pid,lwp,pcpu | grep 6137命令查看进程号为6137的进程中各线程的详细信息。第二组数据是通过 ps命令查看进程号为6137进程的cpu使用率。

数据一:

 pid    lwp   %cpu

 6137  6137  0.0

 6137  6138  0.1

 6137  6143  0.0

 6137  6144  0.0

 6137  6145  0.0

 6137  6146  0.0

 6137  6147  0.0

 6137  6148  0.0

 6137  6149  0.0

 6137  6150 46.9                                                 空循环线程

 6137  6151 46.9                                                 空循环线程

以上除了红色标注出来的两个线程以外,其他的线程都是后台线程。

数据二

pid %cpu

6137 92.9

主要问题:

1.       不同内核版本/proc/stat文件格式不大一致。/proc/stat文件中第一行为总的cpu使用情况。

各个版本都有的4个字段: usernicesystemidle

2.5.41版本新增字段:iowait

2.6.0-test4新增字段:irqsoftirq

2.6.11新增字段:stealstolen                     which is the time spent in other operating

systems when running in a virtualized environment

2.6.24新增字段:guest:                                    which is the time spent running a virtual  CPU  for  guest operating systems under the control of the Linux kernel

2/proc/pid/task目录是Linux 2.6.0-test6之后才有的功能。

 

3.关于出现cpu使用率为负的情况,目前想到的解决方案是如果出现负值,连续采样计算cpu使用率直到为非负。

 

4. 有些线程生命周期较短,可能在我们采样期间就已经死掉了.






     本文转自 驿落黄昏 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/yiluohuanghun/1153852,如需转载请自行联系原作者




相关文章
|
5天前
|
机器学习/深度学习 缓存 监控
linux查看CPU、内存、网络、磁盘IO命令
`Linux`系统中,使用`top`命令查看CPU状态,要查看CPU详细信息,可利用`cat /proc/cpuinfo`相关命令。`free`命令用于查看内存使用情况。网络相关命令包括`ifconfig`(查看网卡状态)、`ifdown/ifup`(禁用/启用网卡)、`netstat`(列出网络连接,如`-tuln`组合)以及`nslookup`、`ping`、`telnet`、`traceroute`等。磁盘IO方面,`iostat`(如`-k -p ALL`)显示磁盘IO统计,`iotop`(如`-o -d 1`)则用于查看磁盘IO瓶颈。
|
1天前
|
人工智能 Linux
Linux查找大文件的方法
Linux查找大文件的方法
|
3天前
|
固态存储 Ubuntu Linux
Linux(29) 多线程快速解压缩|删除|监视大型文件
Linux(29) 多线程快速解压缩|删除|监视大型文件
11 1
|
3天前
|
Ubuntu Linux 数据安全/隐私保护
Linux(24) 如何在Ubuntu中操作rootfs.img文件
Linux(24) 如何在Ubuntu中操作rootfs.img文件
9 0
|
8天前
|
安全 Linux 开发工具
Linux中可引起文件时间戳改变的相关命令
【4月更文挑战第12天】Linux中可引起文件时间戳改变的相关命令
18 0
|
10天前
|
Linux Shell 开发工具
Linux文件常用操作
Linux文件常用操作(几乎覆盖所有日常使用)
84 0
|
11天前
|
Linux 内存技术 Perl
【ZYNQ】制作从 QSPI Flash 启动 Linux 的启动文件
【ZYNQ】制作从 QSPI Flash 启动 Linux 的启动文件
|
17天前
|
Linux
linux 超过4个G的文件传不上去的解决办法
linux 超过4个G的文件传不上去的解决办法
9 0
|
17天前
|
Linux 索引
linux 文件查找 和文件管理常用命令
linux 文件查找 和文件管理常用命令
22 0
|
18天前
|
Linux 开发者
Linux文件编程(open read write close函数)
通过这些函数,开发者可以在Linux环境下进行文件的读取、写入和管理。 买CN2云服务器,免备案服务器,高防服务器,就选蓝易云。百度搜索:蓝易云
85 4