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分类: LINUX
2015-12-09 10:10:28
/proc文件系统是一个伪文件系统,它只存在内存当中,而不占用外存空间。它以文件系统的方式为内核与进程提供通信的接口。用户和应用程序可以通过/proc得到系统的信息,并可以改变内核的某些参数。由于系统的信息,如进程,是动态改变的,所以用户或应用程序读取/proc目录中的文件时,proc文件系统是动态从系统内核读出所需信息并提交的。
/proc目录中有一些以数字命名的目录,它们是进程目录。系统中当前运行的每一个进程在/proc下都对应一个以进程号为目录名的目录/proc/pid,它们是读取进程信息的接口。此外,在Linux2.6.0-test6以上的版本中/proc/pid目录中有一个task目录,/proc/pid/task目录中也有一些以该进程所拥有的线程的线程号命名的目录/proc/pid/task/tid,它们是读取线程信息的接口。
第一行的数值表示的是CPU总的使用情况,所以我们只要用第一行的数字计算就可以了。下表解析第一行各数值的含义:
参数 解析(单位:jiffies)
(jiffies是内核中的一个全局变量,用来记录自系统启动一来产生的节拍数,在linux中,一个节拍大致可理解为操作系统进程调度的最小时间片,不同linux内核可能值有不同,通常在1ms到10ms之间)
user ( 15579 ) 从系统启动开始累计到当前时刻,处于用户态的运行时间,不包含 nice值为负进程。
nice (99) 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
system (13680) 从系统启动开始累计到当前时刻,处于核心态的运行时间
idle (698457) 从系统启动开始累计到当前时刻,除IO等待时间以外的其它等待时间
iowait (10939) 从系统启动开始累计到当前时刻,IO等待时间(since 2.5.41)
irq (40) 从系统启动开始累计到当前时刻,硬中断时间(since 2.6.0-test4)
softirq (651) 从系统启动开始累计到当前时刻,软中断时间(since 2.6.0-test4)
stealstolen(0) which is the time spent in other operating systems when running in a virtualized environment(since 2.6.11)
guest(0) which is the time spent running a virtual CPU for guest operating systems under the control of the Linux kernel(since 2.6.24)
结论:总的cpu时间totalCpuTime = user + nice + system + idle + iowait + irq + softirq + stealstolen +guest
该文件包含了某一进程所有的活动的信息,该文件中的所有值都是从系统启动开始累计
到当前时刻。以下通过实例数据来说明该文件中各字段的含义。
[zhengangen@buick ~]# cat /proc/6873/stat
6873 (a.out) R 6723 6873 6723 34819 6873 8388608 77 0 0 0 41958 31 0 0 25 0 3 0 5882654 1409024 56 4294967295 134512640 134513720 3215579040 0 2097798 0 0 0 0 0 0 0 17 0 0 0
说明:以下只解释对我们计算Cpu使用率有用相关参数
参数 解释
pid=6873 进程号
utime=1587 该任务在用户态运行的时间,单位为jiffies
stime=41958 该任务在核心态运行的时间,单位为jiffies
cutime=0 所有已死线程在用户态运行的时间,单位为jiffies
cstime=0 所有已死在核心态运行的时间,单位为jiffies
结论:进程的总Cpu时间processCpuTime = utime + stime + cutime + cstime,该值包括其所有线程的cpu时间。
该文件包含了某一进程所有的活动的信息,该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。该文件的内容格式以及各字段的含义同/proc/
注意,该文件中的tid字段表示的不再是进程号,而是linux中的轻量级进程(lwp),即我们通常所说的线程。
结论:线程Cpu时间threadCpuTime = utime + stime
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t1、t2的结构均为:
(user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的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idle - 第一次的idle即可
idle=第二次的idle - 第一次的idle
4、计算cpu使用率
pcpu =100* (total-idle)/total
5、同理可以用同样的方法求出其他进程和线程所占cpu资源
代码只是简单的获取出CPU使用率,如果用到系统里,还是要用线程的。
#include
#include
#include
#include
#include
#define STATES_line2x4 "%s\03" \
" %#5.1f%% \02user,\03 %#5.1f%% \02system,\03 %#5.1f%% \02nice,\03 %#5.1f%% \02idle\03\n"
static const char *States_fmts = STATES_line2x4;
//Total number of CPU
static int Cpu_tot;
// These typedefs attempt to ensure consistent 'ticks' handling
typedef unsigned long long TIC_t;
// This structure stores a frame's cpu tics used in history
// calculations. It exists primarily for SMP support but serves
// all environments.
typedef struct CPU_t {
TIC_t u, n, s, i, w, x, y; // as represented in /proc/stat
TIC_t u_sav, s_sav, n_sav, i_sav, w_sav, x_sav, y_sav; // in the order of our display
unsigned id; // the CPU ID number
} CPU_t;
// This routine simply formats whatever the caller wants and
// returns a pointer to the resulting 'const char' string...
static const char *fmtmk (const char *fmts, ...)
{
static char buf[2048]; // with help stuff, our buffer
va_list va; // requirements exceed 1k
va_start(va, fmts);
vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmts, va);
va_end(va);
return (const char *)buf;
}
static CPU_t *cpus_refresh (CPU_t *cpus)
{
static FILE *fp = NULL;
int i;
int num;
// enough for a /proc/stat CPU line (not the intr line)
char buf[256+64];
if (!fp) {
if (!(fp = fopen("/proc/stat", "r")))
printf("Failed /proc/stat open: %s", strerror(errno));
//cpus = calloc(1, (1 + Cpu_tot) * sizeof(CPU_t));
cpus = (CPU_t *)malloc((1 + Cpu_tot) * sizeof(CPU_t));
memset(cpus, '\0', (1 + Cpu_tot) * sizeof(CPU_t));
}
rewind(fp);
fflush(fp);
// first value the last slot with the cpu summary line
if (!fgets(buf, sizeof(buf), fp)) printf("failed /proc/stat read\n");
cpus[Cpu_tot].x = 0; // FIXME: can't tell by kernel version number
cpus[Cpu_tot].y = 0; // FIXME: can't tell by kernel version number
num = sscanf(buf, "cpu %Lu %Lu %Lu %Lu %Lu %Lu %Lu",
&cpus[Cpu_tot].u,
&cpus[Cpu_tot].n,
&cpus[Cpu_tot].s,
&cpus[Cpu_tot].i,
&cpus[Cpu_tot].w,
&cpus[Cpu_tot].x,
&cpus[Cpu_tot].y
);
if (num < 4)
printf("failed /proc/stat read\n");
// and just in case we're 2.2.xx compiled without SMP support...
if (Cpu_tot == 1) {
cpus[1].id = 0;
memcpy(cpus, &cpus[1], sizeof(CPU_t));
}
// now value each separate cpu's tics
for (i = 0; 1 < Cpu_tot && i < Cpu_tot; i++) {
if (!fgets(buf, sizeof(buf), fp)) printf("failed /proc/stat read\n");
cpus[i].x = 0; // FIXME: can't tell by kernel version number
cpus[i].y = 0; // FIXME: can't tell by kernel version number
num = sscanf(buf, "cpu%u %Lu %Lu %Lu %Lu %Lu %Lu %Lu",
&cpus[i].id,
&cpus[i].u, &cpus[i].n, &cpus[i].s, &cpus[i].i, &cpus[i].w, &cpus[i].x, &cpus[i].y
);
if (num < 4)
printf("failed /proc/stat read\n");
}
return cpus;
}
static void summaryhlp (CPU_t *cpu, const char *pfx)
{
// we'll trim to zero if we get negative time ticks,
// which has happened with some SMP kernels (pre-2.4?)
#define TRIMz(x) ((tz = (long long)(x)) < 0 ? 0 : tz)
long long u_frme, s_frme, n_frme, i_frme, w_frme, x_frme, y_frme, tot_frme, tz;
float scale;
if(cpu == NULL){
printf("");
return;
}
printf("u = %Lu, u_sav = %Lu\n", cpu->u, cpu->u_sav);
u_frme = cpu->u - cpu->u_sav;
s_frme = cpu->s - cpu->s_sav;
n_frme = cpu->n - cpu->n_sav;
i_frme = TRIMz(cpu->i - cpu->i_sav);
w_frme = cpu->w - cpu->w_sav;
x_frme = cpu->x - cpu->x_sav;
y_frme = cpu->y - cpu->y_sav;
tot_frme = u_frme + s_frme + n_frme + i_frme + w_frme + x_frme + y_frme;
if (tot_frme < 1) tot_frme = 1;
scale = 100.0 / (float)tot_frme;
printf("scale = %0.5f\n", scale);
// display some kinda' cpu state percentages
// (who or what is explained by the passed prefix)
printf(States_fmts,
pfx,
(float)u_frme * scale,
(float)s_frme * scale,
(float)n_frme * scale,
(float)i_frme * scale,
(float)w_frme * scale,
(float)x_frme * scale,
(float)y_frme * scale
);
// remember for next time around
cpu->u_sav = cpu->u;
cpu->s_sav = cpu->s;
cpu->n_sav = cpu->n;
cpu->i_sav = cpu->i;
cpu->w_sav = cpu->w;
cpu->x_sav = cpu->x;
cpu->y_sav = cpu->y;
#undef TRIMz
}
int main()
{
static CPU_t * smpcpu = NULL;
for(;;){
Cpu_tot = sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
printf("CPU number: %ld\n", Cpu_tot);
smpcpu = cpus_refresh(smpcpu);
summaryhlp(&smpcpu[Cpu_tot], "Cpu(s):");
printf("\n");
sleep(3);
smpcpu = cpus_refresh(smpcpu);
summaryhlp(&smpcpu[Cpu_tot], "Cpu(s):");
printf("++++++++++++++++++++++++++\n");
}
return 0;
}