linux下用/proc/stat文件来计算cpu的利用率-c语言实现

摘要:
由于系统信息(如进程)是动态变化的,当用户或应用程序读取/proc目录中的文件时,proc文件系统会从系统内核中动态读取所需信息并提交。系统中当前运行的每个进程都对应于一个/proc/pid目录,/proc下的目录名为进程号。它们是读取过程信息的接口。此外,在Linux2.6.0-test6及更高版本中,/proc/pid目录中有一个任务目录,/proc/pid/task/tid目录中有一些由进程拥有的线程的线程号命名的目录,这些目录是用于读取线程信息的接口。
proc文件系统介绍

      /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。

/proc/stat文件
  1. [root@root c_study]# cat /proc/stat   
  2. cpu  15579 99 13680 698457 10939 40 651 0 0  
  3. cpu0 1669 7 1974 338065 1396 5 9 0 0  
  4. cpu1 13910 91 11705 360391 9542 35 641 0 0  
  5. intr 957831 163 8 0 1 1 0 5 0 1 0 0 0 101 0 0 3582 0 37804 3657 22410 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0  
  6. ctxt 501479  
  7. btime 1363495431  
  8. processes 40101  
  9. procs_running 1  
  10. procs_blocked 0  
  11. softirq 1396087 0 693403 12972 15932 35928 3 44577 479 592793  
  12. [root@root c_study]#   

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

  

/proc/<pid>/stat文件                                          

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。

/proc/<pid>/task/<tid>/stat文件

 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/<pid>/stat文件。

         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

总的Cpu使用率计算

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

源码
  1. #include<stdio.h>  
  2. #include<stdlib.h>  
  3. #include<string.h>  
  4.   
  5. #define __DEBUG__ 1  
  6. #define CK_TIME 1  
  7.   
  8. int main(int argc ,char *argv[])  
  9. {  
  10.         FILE *fp;  
  11.         char buf[128];  
  12.         char cpu[5];  
  13.         long int user,nice,sys,idle,iowait,irq,softirq;  
  14.   
  15.         long int all1,all2,idle1,idle2;  
  16.         float usage;  
  17.   
  18.         while(1)  
  19.         {  
  20.                 fp = fopen("/proc/stat","r");  
  21.                 if(fp == NULL)  
  22.                 {  
  23.                         perror("fopen:");  
  24.                         exit (0);  
  25.                 }  
  26.   
  27.   
  28.                 fgets(buf,sizeof(buf),fp);  
  29. #if __DEBUG__  
  30.                 printf("buf=%s",buf);  
  31. #endif  
  32.                 sscanf(buf,"%s%d%d%d%d%d%d%d",cpu,&user,&nice,&sys,&idle,&iowait,&irq,&softirq);  
  33.                 /* 
  34. #if __DEBUG__ 
  35. printf("%s,%d,%d,%d,%d,%d,%d,%d ",cpu,user,nice,sys,idle,iowait,irq,softirq); 
  36. #endif 
  37. */  
  38.                 all1 = user+nice+sys+idle+iowait+irq+softirq;  
  39.                 idle1 = idle;  
  40.                 rewind(fp);  
  41.                 /*第二次取数据*/  
  42.                 sleep(CK_TIME);  
  43.                 memset(buf,0,sizeof(buf));  
  44.                 cpu[0] = '

免责声明:内容来源于网络,仅用于学习参考。如对内容有疑问,请及时联系本站处理。

上篇ElementUI自定义icon步骤条第三方库requests详解下篇

宿迁高防,2C2G15M,22元/月;香港BGP,2C5G5M,25元/月 雨云优惠码:MjYwNzM=

相关文章

从串口登录Linux主机

一般来说,登录Linux系统,我们会使用telnet,ssh,rlogin,甚至可以使用webmin通过web来管理 但这都需要网络的支持,一旦网络出现问题,以上的方法都将失效 这里介绍如何使用串口登录到Linux主机(就好比配置Cisco的路由器一样) 首先确认Linux系统中有/sbin/agetty,然后编辑/etc/inittab,添加: “7:2...

linux系统下oracle表空间占用情况

1、我们先查询表空间的占用情况,使用sql如下: select upper(f.tablespace_name) "表空间名", d.tot_grootte_mb "表空间大小(M)", d.tot_grootte_mb - f.total_bytes "已使用空间(M)", to_char(round((d.to...

Netty (1)

目录 Netty(1) 传统的阻塞I/O模型(BIO) 特点 问题 事件驱动模型 Netty高效的 Reactor 线程模型 Reactor单线程模型 Reactor多线程模型 Reactor主从多线程模型 Netty特性 多路复用模型 数据零拷贝 无锁化设计 高性能的序列化框架 Netty(1) 官网的介绍,Netty 是...

开启Nginx的目录文件列表功能

ngx_http_autoindex_module  此模块用于自动生成目录列表,ngx_http_autoindex_module只在 ngx_http_index_module模块未找到索引文件时发出请求. nginx默认是不允许列出整个目录的。 开启目录列表: 打开nginx.conf文件,在location server 或 http段中加入 au...

IIS6目录解析漏洞的实验

​​​​​​​​​​Windows 打开IIS管理器的方式 这个是网站IIS网站目录右击默认网站中的属性,可以查看网站的属性,比如网站根目录,或者是端口这个是网站的目录C:www,有三个文件分别是file文件夹,index.asp,upload.asp。其中Index.asp是上传文件的地方,upload.asp是处理上传文件,最后一个file文件夹是存放上...

Handler 机制(一)—— Handler的实现流程

   由于Android采用的是单线程模式,开发者无法在子线程中更新 UI,所以系统给我提供了 Handler 这个类来实现 UI 更新问题。本贴主要说明 Handler 的工作流程。 1. Handler 的作用 在Android为了保障线程安全,规定只能由主线程来更新UI信息。而在实际开发中,会经常遇到多个子线程都去操作UI信息的情况,那么就会导致U...