Linux的系统性能监测参数获取方法介绍

Linux的系统性能监测参数获取方法介绍 目前的工程需要简单的监测一下Linux系统的：CPU负载、内存消耗情况、几个指定目录的磁盘空间、磁盘I/O、swap的情况还有就是网络流量。

Linux下的性能检测工具其实都有很多。

mrtg（~oetiker/webtools/mrtg/）就是一个很不错的选择。不过用mrtg就要装sysstat、apache、snmp、perl之类的东西。而且安装也要好几个步骤，似乎比较麻烦。本来也想直接调用sar、vmstat之类的命令，parse一下结果就算了。哪知道发现不同的版本的linux这些命令的结果也都是不一样。既然要按版本 parse它们的结果，那还不如直接去系统里面获得算了。于是研究了一下sysstat（）和gkrellm（ ）的源代码，找到监测性能的数据所在。

1、CPU

在文件"/proc/stat"里面就包含了CPU的信息。每一个CPU的每一tick用在什么地方都在这个文件里面记着。后面的数字含义分别是： user、nice、sys、idle、iowait。有些版本的kernel没有iowait这一项。这些数值表示从开机到现在，CPU的每tick用在了哪里。例如：

cpu0 256279030 0 11832528 1637168262

就是cpu0从开机到现在有 256279030 tick用在了user消耗，11832528用在了sys消耗。所以如果想计算单位时间（例如1s）里面CPU的负载，那只需要计算1秒前后数值的差除以每一秒的tick数量就可以了。gkrellm就是这样实现的：((200 * (v2 - v1) / CPU_TICKS_PER_SECOND) + 1) /2

例如，第一次读取/proc/stat，user的值是256279030；一秒以后再读一次，值是256289030，那么CPU在这一秒的user消耗就是：((200 * (256289030 - 256279030) / CPU_TICKS_PER_SECOND) + 1) /2 = ((10000 * 200 / 1000000) + 1) / 2 = 1%了。

2、内存消耗

文件"/proc/meminfo"里面包含的就是内存的信息，还包括了swap的信息。例如：

 

$ cat /proc/meminfo

total:    used:    free:  shared: buffers:  cached:
Mem:  1057009664 851668992 205340672        0 67616768 367820800
Swap: 2146787328 164429824 1982357504
MemTotal:      1032236 kB
MemFree:        200528 kB
MemShared:           0 kB
……

不过从gkrellm的源代码看，有些版本没有前面那两行统计的信息，只能够根据下面的Key: Value这种各式的数据收集。

3、磁盘空间

从gkrellm的源代码看，这个是一个很复杂的数据。磁盘分区的数据有可能分布在：/proc/mounts、/proc/diskstats、 /proc/partitions等等。而且如果想要检查某几个特定的路径，还需要通过mount、df等命令的帮助。为了减少麻烦，这个数据我就直接用 statfs函数直接获得了。

int statfs(const char *path, struct statfs *buf);

这个函数只需要输入需要检查的路径名称，就可以返回这个路径所在的分区的空间使用情况：

总空间：buf.f_bsize * buf.f_blocks

空余空间：buf.f_bsize * buf.f_bavail

4、磁盘I/O

磁盘I/O的数据也同样比较复杂，有些版本看/proc/diskstats，有些版本看/proc/partitions，还有些版本至今我也不知道在那里看……不过可以看到数据的版本也像CPU那样，需要隔一段时间取值，两次取值的差就是流量。

5、网络流量

网络流量也是五花八门，不过基本上都可以在/proc/net/dev里面获得。同样也是需要两次取值取其差作为流量值。

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查看系统信息
cat /proc/cpuinfo - CPU (i.e. vendor, Mhz, flags like mmx)
cat /proc/interrupts - 中断
cat /proc/ioports - 设备IO端口
cat /proc/meminfo - 内存信息(i.e. mem used, free, swap size)
cat /proc/partitions - 所有设备的所有分区
cat /proc/pci - PCI设备的信息
cat /proc/swaps - 所有Swap分区的信息
cat /proc/version - Linux的版本号 相当于 uname -r
uname -a - 看系统内核等信息

（1） 处理器使用率
（2） 内存使用率
（3） 流入流出数据包
（4） 整体网络负载
这些数据分别要从/proc/stat、/proc/net/dev、/proc/meminfo三个文件中提取。如里有问题或对要提取的数据不太清楚，可以使用man proc来查看proc文件系统的联机手册。
（1） 处理器使用率
这里要从/proc/stat中提取四个数据：用户模式（user）、低优先级的用户模式（nice）、内核模式（system）以及空闲的处理器时间（idle）。它们均位于/proc/stat文件的第一行。CPU的利用率使用如下公式来计算。
CPU利用率 = 100 *（user + nice + system）/（user + nice + system + idle）
（2） 内存使用率
这里需要从/proc/meminfo文件中提取两个数据，当前内存的使用量(cmem)以及内存总量(amem)。
内存使用百分比 = 100 * (cmem / umem)
（3）网络利用率
为了得到网络利用率的相关数据，需要从/proc/net/dev文件中获得两个数据：从本机输出的数据包数，流入本机的数据包数。它们都位于这个文件的第四行。
性能收集程序开始记录下这两个数据的初始值，以后每次获得这个值后均减去这个初始值即为从集群启动开始从本节点通过的数据包。
利用上述数据计算出网络的平均负载，方法如下：
平均网络负载 = (输出的数据包+流入的数据包) / 2

获取cpu和内存的还有2种方法：

1）top

top -n 1 -p [pid1,pid2,,,] >>topinfo.txt

打开topinfo.txt就能获取进程的内存cpu信息。

2)ps

ps -aux|grep [pid name]|grep -v grep

获取到进程的内存cpu信息，其信息更加精练。

　从以上来看，由于多线程程序cpu切换是与进程一样，因此无法体现真实的cpu使用率，要将上面方法综合使用才能获取到真实合理的系统信息。

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