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linux下如何获取cpu的利用率
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历史上的今天
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blogTitle:'linux下限制CPU使用率的3种方法',
blogAbstract:'linux下限制CPU使用率的3种方法
1,apache本身的限制功能(RLimitCPU)
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{if voteToOption==1}
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{list wl as x}{/list}您现在的位置：&&>>&&>>&&>>&&>>&正文
linux下计算进程cpu使用率和内存使用率的方法
　　在实际工作当中，有时候需要计算某个进程的cpu使用率或者是内存使用率。
　　下面将介绍一种中计算某个指定进程的cpu使用率和内存使用率的方法。
　　在正式开始之前，先对要使用到的文件和命令进行一下说明。
　　0. /proc/uptime
　　该文件中储存了两个数字，第一个数值代表系统总的启动时间，第二个数值则代表系统空闲的时间，单位都是秒。
　　例如，在我的工作机器上执行结果如下：
　　$ cat /proc/uptime
　　1. /proc/[pid]/stat
　　包含了所有CPU活跃的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。
　　在此只介绍几个和本文相关的参数，其他参数就不一一介绍了，相关介绍网上有很多，请大家自行搜索。
　　utime：该进程在用户态运行的时间，单位为jiffies
　　stime：该进程在核心态运行的时间，单位为jiffies
　　start_time：该进程启动的时间，单位为jiffies
　　rss：该进程当前驻留物理地址空间的大小，单位是page
　　例如，在我的工作机器上执行结果如下：
　　$ cat /proc/1/stat
　　1 (init) S 0 1 1 0 -1 9
1 1 0 0 0 0 0 95
0 0 0 5 0 0 28 0 0
　　2. jiffies
　　上述描述中，对于时间的计算，用了两种计量单位：秒和jiffies。
　　对于秒，大家肯定都不陌生，但是jiffies就未必了。jiffies是一个全局变量，用来记录自系统启动以来产生的节拍的总数。
　　启动时，内核将该变量初始化为0，此后，每次时钟中断处理程序都会增加该变量的值。
　　一秒内时钟中断的次数等于Hz，所以jiffies一秒内增加的值也就是Hz。
　　总结起来，jiffies与秒的运算关系为：
　　second = jiffies / Hz
　　3. /proc/meminfo
　　获取系统内存的详细信息。例如，在我的工作机器上执行结果如下：
　　$ cat /proc/meminfo
　　MemTotal: 8131024 kB
　　MemFree: 6895932 kB
　　Buffers: 502416 kB
　　Cached: 307764 kB
　　SwapCached: 4132 kB
　　下面言归正传，讲述如何在代码中计算某个进程的cpu使用率和内存使用率
【责编:peter】
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　　 　　　 　　　　　 　　　　　　　　　&在Linux/Unix下，CPU利用率（CPU utilization）分为用户态，系统态和空闲态，分别表示CPU处于用户态执行的时间，系统内核执行的时间，和空闲系统进程执行的时间。平时所说的CPU利用率是指：CPU执行非系统空闲进程的时间
/ CPU总的执行时间。(上述代码中使用的方法为：1 - CPU空闲运行时间/总运行时间&，与这个计算方法原理上是一样的）
& & & 在Linux的内核中，有一个全局变量：Jiffies。 Jiffies代表时间。它的单位随硬件平台的不同而不同，系统里定义了一个常数HZ----代表每秒种最小时间间隔的数目。这样jiffies的单位就是1/HZ。Intel平台jiffies的单位是1/100秒，这就是系统所能分辨的最小时间间隔了。每个CPU时间片，Jiffies都要加1。
CPU的利用率就是用执行用户态+系统态的Jiffies除以总的Jifffies来表示。
& & & 那么，还有一个经常容易与CPU利用率（CPU utilization）混淆的词 -- CPU负载（CPU load）。CPU负载取决于CPU队列长度而不是CPU利用率，因为一个主机负载过重时，它的CPU利用率会接近100%，从而无法准确反应负载状况，而使用CPU队列长度则可以很直接反应CPU的负载量。比如说两个系统，其中一个系统有3个进程在队列中，而另一台有6个进程在队列，如果使用CPU利用率表示负载水平，他们可能都是接近100%，而使用CPU队列长度他们的负载量完全不同。
& & 我们如何理解CPU负载？一只单核的处理器可以形象得比喻成一条单车道！那么：
& & *** 0.00 表示目前桥面上没有任何的车流。 实际上这种情况与 0.00 和 1.00 之间是相同的，总而言之很通畅，过往的车辆可以丝毫不用等待的通过。
& & *** 1.00 表示刚好是在这座桥的承受范围内。 这种情况不算糟糕，只是车流会有些堵，不过这种情况可能会造成交通越来越慢。
& & *** 超过 1.00，那么说明这座桥已经超出负荷，交通严重的拥堵。 那么情况有多糟糕？ 例如 2.00 的情况说明车流已经超出了桥所能承受的一倍，那么将有多余过桥一倍的车辆正在焦急的等待。3.00 的话情况就更不妙了，说明这座桥基本上已经快承受不了，还有超出桥负载两倍多的车辆正在等待。
& & & & & & & & & & & & &&
& & 上面的情况和处理器的负载情况非常相似。一辆汽车的过桥时间就好比是处理器处理某线程 的实际时间。Unix 系统定义的进程运行时长为所有处理器内核的处理时间加上线程
在队列中等待的时间。
和收过桥费的管理员一样，你当然希望你的汽车（操作）不会被焦急的等待。所以，理想状态 下，都希望负载平均值小于 1.00 。当然不排除部分峰值会超过 1.00，但长此以往保持这 个状态，就说明会有问题，这时候你应该会很焦急。
& & &在多处理器系统中，负载均值是基于内核的数量决定的。以 100% 负载计算，1.00
表示单个处理器，而 2.00 则说明有两个双处理器，那么 4.00 就说明主机具有四个处理器。回到我们上面有关车辆过桥的比喻。1.00 我说过是「一条单车道的道路」。那么在单车道 1.00 情况中，说明这桥梁已经被车塞满了。而在双处理器系统中，这意味着多出了一倍的 负载，也就是说还有 50% 的剩余系统资源 ---- 因为还有另外条车道可以通行。
& & & & & & & & & & & & &&
所以，单处理器已经在负载的情况下，双处理器的负载满额的情况是 2.00，它还有一倍的资源可以利用。
& & & 实际上Linux系统中很多都是用CPU负载均值（load average）来代表当前系统的负载状况，比如使用top命令：
在第一行的最后显示的为 “&load average： 1.16 , &1.27 &,1.14”
使用“uptime”命令，效果也是类似：
这三个数分别是：一分钟内、五分钟内、十五分钟内的系统负载均值。也就是说，从右向左看这几个数据，我们可以判断系统负载的发展趋势。
事实上，这正是CPU负载所需要测量的，因为负载均值不包括那些等待I/O、网络、数据或者其他不依赖CPU的进程或线程，它关注的仅仅是积极要求CPU时间的进程或线程。这与CPU利用率是有很大不同的。
负载均值与CPU利用率在两个方面有很大的区别：
& & 1)&负载均值用来估量CPU利用率的发展趋势，而不是某一时刻的状况
& & 2) 负载均值包括所有CPU的需求，而不仅仅是在测量时活跃的
第三节 & 如何计算CPU利用率
在Linux系统中，可以用/proc/stat文件来计算cpu的利用率()。这个文件包含了所有CPU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。如：
输出解释：
（CPU 以及CPU0、CPU1、CPU2、CPU3每行的每个参数意思（以第一行为例））
& && & & & & & &&
user (426215)&
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
nice (701)
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）
system (115732)
从系统启动开始累计到当前时刻，核心时间（单位：jiffies）
idle (2023866)
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）
iowait (27329)
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）
softirq (557)&
从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间（单位：jiffies）
CPU时间=user+system+nice+idle+iowait+irq+softirq
“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)/(total_2 - total_1)*100
cpu usage=[(user_2 +sys_2+nice_2) - (user_1 + sys_1+nice_1)]/(total_2 - total_1)*100
第四节 & 对第一节中的puzzle进行解释
& & & &再回顾一下三个疑问：第一、为毛运行a.out和b.out显示的CPU利用率不一样……第二、为毛在ps中显示的a.out和b.out的CPU利用率不一样？第三、为毛ps中a.out和b.out的CPU利用率分别为94.1%和90.0%，而两者加一起远远大于100%？！！
实际上，这些问题感觉很诡异，但是经过我一番学习之后，发现，答案其实很简单。
& & & & 首先，为啥a.out和b.out显示的CPU利用率不一样？在我问我们老师Nicholas Mc Guire的邮件上，他回复“cpu utilization is a per cpu value of how much time
the CPU is spending with process X” 也就是说CPU利用率是一个程序占用一个CPU处理器多少时间的百分比值！（他说的是某个进程占有的CPU利用率，如top上显示的！而我想要算的是总的的CPU利用率，但是他提到了process X ！也就是说，如上面的双处理器的负载满额的情况是 2.00，我的机器是双核，所以，这里a.out和b.out算得分别是两个CPU核心上的利用率！）
而经过一段时间后，a.out和b.out显示的值都会很接近！因为，双核的计算任务不可能相差很大的！
如某一时间，a.out显示如下：
此时b.out显示如下：
而，此时top结果：
这个观点可以通过如下方法论证：
& & & 如果我把a.out再拷贝两个副本分别叫c.out和d.out，那么top命令下，显示如下所示，a.out和b.out原来分别占90%左右，现在a.out、b.out、c.out和d.out则分别占40%左右，我们可以理解成，原先a.out占用cpu0的90%空闲时间（上文已经提到：因为我们的程序就是设置了极低的优先级，如果有任何计算任务都会打断，而如果没有计算任务，我们的程序就会占用cpu时间，所以占用的都是空间时间），而b.out占用cpu1的90%空闲时间，而现在c.out和a.out平分了cpu0的这90%空闲时间，d.out和b.out平分了cpu1的这90%空闲时间，所以，a.out、b.out、c.out和d.out此时的CPU利用率则分别占40%左右。
第五节 & Linux提供的一些查看系统信息的工具
使用下面这些命令我们可以查询总的CPU使用率、单独的CPU使用率（对于对称多处理机器SMP）、从你上次启动后的平均CPU使用率等。
4.1 &&老当益壮的top命令
使用top命令可以动态的查看CPU使用率。它会显示当前内核管理着的任务信息，它还会显示上线时间、负载均值、物理和交换内存使用状况。使用如下：
& & & & & &$ top
按Q键推出top。
4.2 & 使用&mpstat&命令
使用这个命令，你需要先安装sysstat工具，对于Debian或Ubuntu用户，可以通过apt-get直接安装：
& & & & & &&$ apt-get install sysstat
使用如下命令查看CPU使用率信息：
& & & & & &&$ mpstat
使用如下命令可以监控单独的CPU使用率信息：
& & & & & &&$ mpstat -P ALL
4.3 & 使用&sar&命令
使用sar命令显示CPU使用率的语法如下：
& & & & & &&$ sar -u 2 5&&（ sar [ 选项 ] [ &时间间隔& [ &次数& ] ]）
这条命令会显示2秒内的CPU使用率，总共显示5次。
4.4 & 使用&iostat&命令
&iostat&命令可以用来查询从系统启动以来的是CPU平均使用率以及设备或者分区的I/O状况：
& & & & &&& $ iostat
4.5 & GUI Tools 一些有图形界面的工具
KDE桌面环境有一些系统监控器一类的工具可以用来监控CPU使用率甚至更多的系统信息（比如说CPU负载状况、物理内存以及交换分区的数据占用信息），你还可以使用它来杀死一些进程。
下表总结了若干Linux下的工具：
& & &&& & & & & 简单介绍
查看进程活动状态以及一些系统状况
查看系统状态、硬件和系统信息等
查看CPU 负载，硬盘状况
综合工具，查看系统状况
查看多处理器状况
查看网络状况
实时网络状况监测
抓取网络数据包，详细分析
查看多处理器状况
&数据包分析工具
网络带宽工具
综合工具，综合了 vmstat, iostat, ifstat, netstat 等多个信息
& & & & & & & &[1] &
& & & & & & & &[2] &
& & & & & & & &[3] &
& & & & & & & &[4] &
& & & & & & & &[5] &&（[4]的中文翻译版)
& & & & & & & &[6] &
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小技巧（275）
for i in `seq 1 $(cat /proc/cpuinfo |grep &physical id& |wc -l)`; do dd if=/dev/zero of=/dev/null & done
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%
另外，上述程序的结束可以使用：
1. fg 后按 ctrl + C (因为该命令是放在后台执行)
2. pkill -9 dd
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