使用/proc/stat文件,用shell脚本计算CPU使用率、内存使用率

Linux 的/proc/stat文件包含很多信息，但是看起来有些杂乱，到底都是些什么内容呢，今天仔细研究一下，先看一下stat文件内容：

[root@localhost ~]# cat /proc/stat
cpu  7543 0 6902 10332516 11903 2770 28485 0
cpu0 7543 0 6902 10332516 11903 2770 28485 0
intr 104942647 104103305 1274 0 3 3 0 5 0 3 0 0 0 2400 0 0 324441 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 45657 0 0 0 0 0 0 0 118 0 0 0 0 0 0 0 465438 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
ctxt 1919702
btime 1323717585
processes 21449
procs_running 1
procs_blocked 0

/proc/stat 每列第一行表示项目内容，其后每列为对应的信息

cpu           - 整体 CPU 各项使用时间
cpu0/cpu1...  - 个别 CPU 各项使用时间
ctxt          - 显示系统经历过的 context switch 次数。
btime         - 计算机开机的时间，以由 epoch (1970 年 1 月 1 日) 至开机时间的秒数表示。
processes     - 开机后 fork 的次数
procs_running - 在可运行 (runnable) 状态的进程数目，Linux 2.5.45 开始支持
procs_blocked - 被阻截 (blocked) 直至输入/输出完成的进程数目，Linux 2.5.45 开始支持

CPU 各项时间 (cpu/cpu0/cpu1...)

 显示 CPU 各项使用时间，单位为为 USER_HZ (大部份架构为百分之一秒)，一般会有 4 至 8 个时间，分别代表：

user   - CPU 花在用户模式的时间，即运行应用程序花费的时间
nice   - CPU 花在 nice 值大于一般值 0 (即有较低优先级别) 进程的时间。
system - CPU 花在系统模式即在内核空间 (kernel space) 的时间，即在运行内核工作的时间
idle   - CPU 闲置的时间，其值一定为 /proc/uptime 中第二个项目乘 USER_HZ
iowait - CPU 花在等候输入/输出的时间，Linux 2.5.41 开始才开始支援
irq    - CPU 花在处理硬件中断 (hardware interrupt) 的时间，Linux 2.6.0-test4 开始支持
softirq- CPU 花在处理 softirq 软件中断的时间，Linux 2.6.0-test4 开始支持
steal_time  - 在虚拟环境下 CPU 花在处理其他作业系统的时间，Linux 2.6.11 开始支持
guest  - 在 Linux 内核控制下 CPU 为 guest 作业系统运行虚拟 CPU 的时间，Linux 2.6.24 开始支持（本例中无此项）

基本要素搞清楚了，怎么计算CPU使用率呢？我们继续：

CPU总时间：total=user+nice+system+idle+iowait+softirq+steal_time+guest
CPU繁忙时间：time=user+nice+system+iowait+softirq+steal_time+guest
间隔1秒钟2次获取CPU总时间：total1、total2
和CPU繁忙时间：time1、time2
CPU使用率=(time2-time1)/(total2-total1)

计算方法有了，具体用什么语言实现呢？

我们使用PHP的形式来在页面上对CPU使用率进行展现，以下是用到的代码：
cat index.php

$mode = "/(cpu)[\s]+([0-9]+)[\s]+([0-9]+)[\s]+([0-9]+)[\s]+([0-9]+)[\s]+([0-9]+)[\s]+([0-9]+)[\s]+([0-9]+)[\s]+([0-9]+)/";
$string=shell_exec("more /proc/stat");
preg_match_all($mode,$string,$arr);
//print_r($arr);
$total1=$arr[2][0]+$arr[3][0]+$arr[4][0]+$arr[5][0]+$arr[6][0]+$arr[7][0]+$arr[8][0]+$arr[9][0];
$time1=$arr[2][0]+$arr[3][0]+$arr[4][0]+$arr[6][0]+$arr[7][0]+$arr[8][0]+$arr[9][0];

sleep(1);
$string=shell_exec("more /proc/stat");
preg_match_all($mode,$string,$arr);
$total2=$arr[2][0]+$arr[3][0]+$arr[4][0]+$arr[5][0]+$arr[6][0]+$arr[7][0]+$arr[8][0]+$arr[9][0];
$time2=$arr[2][0]+$arr[3][0]+$arr[4][0]+$arr[6][0]+$arr[7][0]+$arr[8][0]+$arr[9][0];
$time=$time2-$time1;
$total=$total2-$total1;
//echo "CPU amount is: ".$num;
$percent=bcdiv($time,$total,3);
$percent=$percent*100;
echo "CPU Usage is: ".$percent."%";
?>

实现效果


继续实现针对内存的监控

$str=shell_exec("more /proc/meminfo");
$mode="/(.+):\s*([0-9]+)/";
preg_match_all($mode,$str,$arr);
$pr=bcdiv($arr[2][1],$arr[2][0],3);
$pr=1-$pr;
$pr=$pr*100;
echo $pr."%";

看看效果



参考