linux下调控CPU的占用率

使cpu占用率50%

首先定义一下cpu的利用率：CPU执行非系统空闲进程的时间 / CPU总的执行时间 = run / (run+sleep)

具体内容参考这个链接 http://server.51cto.com/sCollege-188250.htm

下面是这段代码：

#include
#include

int main(int argc, char* argv[])
{
struct timeval tv;
long long start_time,end_time;
while(1)
{
gettimeofday(&tv,NULL);
start_time = tv.tv_sec*1000000 + tv.tv_usec;
end_time = start_time;
while((end_time - start_time) < 60000)
{
gettimeofday(&tv,NULL);
end_time = tv.tv_sec*1000000 + tv.tv_usec;
}
usleep(60000);
}
// }
return 0;
}

这段程序只能使当前进程的cpu使用率为50%，并不能画出一条50%的直线

首先是SMP的原因，所以想要画出一条50%的直线，第一个要做的是绑定该进程到特定的cpu

修改之后得到如下代码

#include
#include
#include
#include
#include

#define __USE_GNU
#include
#include
#include

int main(int argc, char* argv[])
{
int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
int created_thread = 0;
int myid;
int i;
int j = 0;

    cpu_set_t mask;
    cpu_set_t get;

    if (argc != 2)
    {
            printf("usage : ./cpu num\n");
            exit(1);
    }

    myid = atoi(argv[1]);/*绑定到的cpu*/

    printf("system has %i processor(s). \n", num);

    CPU_ZERO(&mask);
    CPU_SET(myid, &mask); /*掩码*/

    if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)/*0指当前进程*/
    {
            printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");
    }

    CPU_ZERO(&get);
    if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)
    {
            printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing...\n");
    }
    for (i = 0; i < num; i++)
    {
        if (CPU_ISSET(i, &get))
        {
            printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i);
        }
    }
    struct timeval tv;
    long long start_time,end_time;
    while(1)
    {
        gettimeofday(&tv,NULL);
        start_time = tv.tv_sec*1000000 + tv.tv_usec;
        end_time = start_time;
        while((end_time - start_time) < 60000)
        {
            gettimeofday(&tv,NULL);
            end_time = tv.tv_sec*1000000 + tv.tv_usec;
        }
        usleep(60000);
    }

    return 0;
}

另外还需要注意的是，cpu本身还运行了一些程序，他们也占着资源，所以该进程并不能很好的使某个cpu使用率维持在50%，

想要改进有两个思路

1)把cpu1上面的进程都转走，做的更绝的话把中断请求也转走

把进程都转走，这个可以借鉴上面的sched_setaffinity函数，比如我的机器只有两个cpu，我就把所有的进程都转到cpu0上面

修改/proc/irq/中断号/smp_affinity文件的内容，把中断也转走
内容00000001表示该中断请求在cpu0上运行，
内容00000003表示该中断请求在cpu0和cpu1上运行，

2)第二个思路是 动态监控cpu的利用率 v，然后用50%-v得到 画线程序所需要占用的cpu利用率，但是如果cpu1的利用率已经超过50%，那就没办法了。其中最关键就是获取当前cpu的利用率，然后再修改之前的程序，调节idle 和run的比率

具体操作是： cpu的状态放在/proc/stat中

yandong@yandong-pc:~$ cat /proc/stat 
cpu 317625 3414 201038 1352933 13696 21 2117 0 0 0
cpu0 158901 1841 99148 677057 6693 8 1417 0 0 0
cpu1 158724 1572 101889 675876 7002 13 699 0 0 0
intr 9118805 1513856 6222 0 0 128 0 0 0 1 994 0 0 162 0 0 0 ...
ctxt 17067117
btime 1372081120
processes 8140
procs_running 1
procs_blocked 0
softirq 3053746 0 1450608 20 4054 61209 0 767379 274483 4158 491835

其中个数据的意思是

参数 解释
user (432661)

nice (13295)

system (86656) 
idle (422145968)

iowait (171474)

irq (233) 
softirq (5346) 
从系统启动开始累计到当前时刻，用户态的CPU时间（单位：jiffies） ，不包含 nice值为负进程。1jiffies=0.01秒
从系统启动开始累计到当前时刻，nice值为负的进程所占用的CPU时间（单位：jiffies）
从系统启动开始累计到当前时刻，核心时间（单位：jiffies）
从系统启动开始累计到当前时刻，除硬盘IO等待时间以外其它等待时间（单位：jiffies）
从系统启动开始累计到当前时刻，硬盘IO等待时间（单位：jiffies） ，
从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间（单位：jiffies）
从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间（单位：jiffies）

“intr”这行给出中断的信息，第一个为自系统启动以来，发生的所有的中断的次数；然后每个数对应一个特定的中断自系统启动以来所发生的次数。

“ctxt”给出了自系统启动以来CPU发生的上下文交换的次数。

“btime”给出了从系统启动到现在为止的时间，单位为秒。

“processes (total_forks) 自系统启动以来所创建的任务的个数目。

“procs_running”：当前运行队列的任务的数目。

“procs_blocked”：当前被阻塞的任务的数目。

那么CPU利用率可以使用以下两个方法。先取两个采样点，然后计算其差值：

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

这种计算用shell比较快捷：

#!/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%



for i in seq 1 $(cat /proc/cpuinfo |grep "physical id" |wc -l); do dd if=/dev/zero of=/dev/null & done

说明:

cat /proc/cpuinfo |grep "physical id" | wc -l 可以获得CPU的个数,　我们将其表示为N.

seq 1 N 用来生成１到Ｎ之间的数字

for i in seq 1 N; 就是循环执行命令,从１到Ｎ

dd if=/dev/zero of=/dev/null 执行dd命令,　输出到/dev/null, 实际上只占用CPU,　没有IO操作.

由于连续执行Ｎ个(Ｎ是ＣＰＵ个数)的dd 命令, 且使用率为１００%,　这时调度器会调度每个dd命令在不同的CPU上处理.

最终就实现所有ＣＰＵ占用率１００%