linux c程序获取cpu使用率及内存使用情况 2009-05-17 23:10 想获取一下目标机运行时linux系统的硬件占用情况，写了这几个小程序，以后直接用了。 方法就是读取proc下的文件来获取了。 cpu使用率： /proc/stat ，内存使用情况： /proc/meminfo 看程序 ： /*************************************************************** * @file: statusinfo.c * * @brief: 从linux系统获取cpu及内存使用情况 * * @version 1.0 * ***************************************************************/ typedef struct PACKED //定义一个cpu occupy的结构体 { char name[20]; //定义一个char类型的数组名name有20个元素 unsigned int user; //定义一个无符号的int类型的user unsigned int nice; //定义一个无符号的int类型的nice unsigned int system;//定义一个无符号的int类型的system unsigned int idle; //定义一个无符号的int类型的idle }CPU_OCCUPY; typedef struct PACKED //定义一个mem occupy的结构体 { char name[20]; //定义一个char类型的数组名name有20个元素 unsigned long total; char name2[20]; unsigned long free; }MEM_OCCUPY; get_memoccupy (MEM_OCCUPY *mem) //对无类型get函数含有一个形参结构体类弄的指针O { FILE *fd; int n; char buff[256]; MEM_OCCUPY *m; m=mem; fd = fopen ("/proc/meminfo", "r"); fgets (buff, sizeof(buff), fd); fgets (buff, sizeof(buff), fd); fgets (buff, sizeof(buff), fd); fgets (buff, sizeof(buff), fd); sscanf (buff, "%s %u %s", m->name, &m->total, m->name2); fgets (buff, sizeof(buff), fd); //从fd文件中读取长度为buff的字符串再存到起始地址为buff这个空间里 sscanf (buff, "%s %u", m->name2, &m->free, m->name2); fclose(fd); //关闭文件fd } int cal_cpuoccupy (CPU_OCCUPY *o, CPU_OCCUPY *n) { unsigned long od, nd; unsigned long id, sd; int cpu_use = 0; od = (unsigned long) (o->user + o->nice + o->system +o->idle);//第一次(用户+优先级+系统+空闲)的时间再赋给od nd = (unsigned long) (n->user + n->nice + n->system +n->idle);//第二次(用户+优先级+系统+空闲)的时间再赋给od id = (unsigned long) (n->user - o->user); //用户第一次和第二次的时间之差再赋给id sd = (unsigned long) (n->system - o->system);//系统第一次和第二次的时间之差再赋给sd if((nd-od) != 0) cpu_use = (int)((sd+id)*10000)/(nd-od); //((用户+系统)乖100)除(第一次和第二次的时间差)再赋给g_cpu_used else cpu_use = 0; //printf("cpu: %u/n",cpu_use); return cpu_use; } get_cpuoccupy (CPU_OCCUPY *cpust) //对无类型get函数含有一个形参结构体类弄的指针O { FILE *fd; int n; char buff[256]; CPU_OCCUPY *cpu_occupy; cpu_occupy=cpust; fd = fopen ("/proc/stat", "r"); fgets (buff, sizeof(buff), fd); sscanf (buff, "%s %u %u %u %u", cpu_occupy->name, &cpu_occupy->user, &cpu_occupy->nice,&cpu_occupy->system, &cpu_occupy->idle); fclose(fd); } int main() { CPU_OCCUPY cpu_stat1; CPU_OCCUPY cpu_stat2; MEM_OCCUPY mem_stat; int cpu; //获取内存 get_memoccupy ((MEM_OCCUPY *)&mem_stat); //第一次获取cpu使用情况 get_cpuoccupy((CPU_OCCUPY *)&cpu_stat1); sleep(10); //第二次获取cpu使用情况 get_cpuoccupy((CPU_OCCUPY *)&cpu_stat2); //计算cpu使用率 cpu = cal_cpuoccupy ((CPU_OCCUPY *)&cpu_stat1, (CPU_OCCUPY *)&cpu_stat2); return 0; }
我们在搞性能测试的时候，对后台服务器的CPU利用率监控是一个常用的手段。服务器的CPU利用率高，则表明服务器很繁忙。如果前台响应时间越来越大，而后台CPU利用率始终上不去，说明在某个地方有瓶颈了，系统需要调优。这个是即使不懂技术的人都容易理解的事情。
上面理解对吗？我个人觉得不十分准确。这个要看后台你测试的进程是什么类型的。如果是计算密集型的进程，当前端压力越来越大的时候，很容易把CPU 利用率打上去。但是如果是I/O网络密集型的进程，即使客户端的请求越来越多，但是服务器CPU不一定能上去，这个是你要测试的进程的自然属性决定的。比 较常见的就是，大文件频繁读写的cpu开销远小于小文件频繁读写的开销。因为在I/O吞吐量一定时，小文件的读写更加频繁，需要更多的cpu来处理I/O 的中断。
在Linux/Unix下，CPU利用率分为用户态 ，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 。
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。
在Linux系统中，可以用/proc/stat文件来计算cpu的利用率(详细的解释可参考：http: //www.linuxhowtos.org/System/procstat.htm)。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：
[sailorhzr@builder ~]$ cat /proc/stat cpu 432661 13295 86656 422145968 171474 233 5346 cpu 0 123075 2462 23494 105543694 16586 0 4615 cpu 1 111917 4124 23858 105503820 69697 123 371 cpu 2 103164 3554 21530 105521167 64032 106 334 cpu 3 94504 3153 17772 105577285 21158 4 24 intr 1065711094 1057275779 92 0 6 6 0 4 0 3527 0 0 0 70 0 20 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 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7376958 0 0 0 0 0 0 0 1054602 0 0 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ctxt 19067887 btime 1139187531 processes 270014 procs_running 1 procs_blocked 0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）为：
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）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=(idle 2 -idle 1 )/(cpu 2 -cpu 1 )* 100 cpu usage=[(user_ 2 +sys_ 2 +nice_ 2 ) - (user_ 1 + sys_ 1 +nice_ 1 )]/(total_ 2 - total_ 1 )* 100以下用分别用bash和perl做的一个cpu利用率的计算：
本人注:以下代码则采用公式为:
total_ 0 USER[ 0 ]+NICE[ 0 ]+SYSTEM[ 0 ]+IDLE[ 0 ]+IOWAIT[ 0 ]+IRQ[ 0 ]+SOFTIRQ[ 0 ] total_ 1 =USER[ 1 ]+NICE[ 1 ]+SYSTEM[ 1 ]+IDLE[ 1 ]+IOWAIT[ 1 ]+IRQ[ 1 ]+SOFTIRQ[ 1 ] cpu usage=(IDLE[ 0 ]-IDLE[ 1 ]) / (total_ 0 -total_ 1 ) * 100###bash 代码
CODE: #!/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 %###perl 代码
#!/usr/bin/perl use warnings; $SLEEPTIME =5; if (-e "/tmp/stat" ) { unlink "/tmp/stat" ; } open (JIFF_TMP, ">>/tmp/stat" ) || die "Can't open /proc/stat file!/n" ; open (JIFF, "/proc/stat" ) || die "Can't open /proc/stat file!/n" ; @jiff_0 =<JIFF>; print JIFF_TMP $jiff_0 [0] ; close (JIFF); sleep $SLEEPTIME ; open (JIFF, "/proc/stat" ) || die "Can't open /proc/stat file!/n" ; @jiff_1 =<JIFF>; print JIFF_TMP $jiff_1 [0]; close (JIFF); close (JIFF_TMP); @USER =`awk '{print /$2}' "/tmp/stat" `; @NICE =`awk '{print /$3}' "/tmp/stat" `; @SYSTEM =`awk '{print /$4}' "/tmp/stat" `; @IDLE =`awk '{print /$5}' "/tmp/stat" `; @IOWAIT =`awk '{print /$6}' "/tmp/stat" `; @IRQ =`awk '{print /$7}' "/tmp/stat" `; @SOFTIRQ =`awk '{print /$8}' "/tmp/stat" `; $JIFF_0 = $USER [0]+ $NICE [0]+ $SYSTEM [0]+ $IDLE [0]+ $IOWAIT [0]+ $IRQ [0]+ $SOFTIRQ [0]; $JIFF_1 = $USER [1]+ $NICE [1]+ $SYSTEM [1]+ $IDLE [1]+ $IOWAIT [1]+ $IRQ [1]+ $SOFTIRQ [1]; $SYS_IDLE =( $IDLE [0]- $IDLE [1]) / ( $JIFF_0 - $JIFF_1 ) * 100; $SYS_USAGE =100 - $SYS_IDLE ; printf ( "The CPU usage is %1.2f%%/n" , $SYS_USAGE );