考试首页 | 考试用书 | 培训课程 | 模拟考场 | 考试论坛  
  当前位置:操作系统 > Linux > 文章内容
  

Linux基础教程:计算CPU利用率

 [ 2016年2月27日 ] 【

一般来说对于需要大量cpu计算的进程,当前端压力越大时,CPU利用率越高。但对于I/O网络密集型的进程,即使请求很多,服务器的CPU也不一定很到,这时的服务瓶颈一般是在磁盘的I/O上。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,这个值可以在内核编译的时候修改。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。这里以jiffies为1/100秒为例。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。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:
[test@pc1 ~]$ cat /proc/stat
cpu 432661 13295 86656 422145968 171474 233 5346
cpu0 123075 2462 23494 105543694 16586 0 4615
cpu1 111917 4124 23858 105503820 69697 123 371
cpu2 103164 3554 21530 105521167 64032 106 334
cpu3 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) 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值为负的进程。
nice (13295) 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 (86656) 从系统启动开始累计到当前时刻,核心时间(单位:jiffies)
idle (422145968) 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 (171474) 从系统启动开始累计到当前时刻,硬盘IO等待时间(单位:jiffies)
irq (233) 从系统启动开始累计到当前时刻,硬中断时间(单位:jiffies)
softirq (5346) 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)/(cpu2-cpu1)*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:

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实现

首页 1 2 尾页
本文纠错】【告诉好友】【打印此文】【返回顶部
将考试网添加到收藏夹 | 每次上网自动访问考试网 | 复制本页地址,传给QQ/MSN上的好友 | 申请链接 | 意见留言 TOP
关于本站  网站声明  广告服务  联系方式  站内导航  考试论坛
Copyright © 2007-2013 中华考试网(Examw.com) All Rights Reserved