Точный расчет использования ЦП в процентах в Linux?

Ответ 1

Согласно htop исходному коду на момент написания, мои предположения выглядят так, как будто они действительны:

(см. void ProcessList_scan(ProcessList* this) функция в ProcessList.c)

// Guest time is already accounted in usertime
usertime = usertime - guest;                     # As you see here, it subtracts guest from user time
nicetime = nicetime - guestnice;                 # and guest_nice from nice time
// Fields existing on kernels >= 2.6
// (and RHEL patched kernel 2.4...)
idlealltime = idletime + ioWait;                 # ioWait is added in the idleTime
systemalltime = systemtime + irq + softIrq;
virtalltime = guest + guestnice;
totaltime = usertime + nicetime + systemalltime + idlealltime + steal + virtalltime;

Итак, из полей, перечисленных в первой строке /proc/stat: (см. раздел 1.8 на documentation)

     user    nice   system  idle      iowait irq   softirq  steal  guest  guest_nice
cpu  74608   2520   24433   1117073   6176   4054  0        0      0      0

Алгоритмически мы можем рассчитать процент использования ЦП, например:

PrevIdle = previdle + previowait
Idle = idle + iowait

PrevNonIdle = prevuser + prevnice + prevsystem + previrq + prevsoftirq + prevsteal
NonIdle = user + nice + system + irq + softirq + steal

PrevTotal = PrevIdle + PrevNonIdle
Total = Idle + NonIdle

# differentiate: actual value minus the previous one
totald = Total - PrevTotal
idled = Idle - PrevIdle

CPU_Percentage = (totald - idled)/totald

Ответ 2

Ниже представлен bash script, основанный на ответе Вангелиса. Он производит вывод следующим образом:

total 49.1803
cpu0 14.2857
cpu1 100
cpu2 28.5714
cpu3 100
cpu4 30
cpu5 25

Создайте файл с именем get_cpu_usage.sh

Запустите его, используя следующую команду: bash get_cpu_usage.sh 0.2

Аргумент - это количество секунд для измерения. В этом случае это 200 миллисекунд.

Содержимое:

#!/bin/sh

sleepDurationSeconds=$1

previousDate=$(date +%s%N | cut -b1-13)
previousStats=$(cat /proc/stat)

sleep $sleepDurationSeconds

currentDate=$(date +%s%N | cut -b1-13)
currentStats=$(cat /proc/stat)    

cpus=$(echo "$currentStats" | grep -P 'cpu' | awk -F " " '{print $1}')

for cpu in $cpus
do
    currentLine=$(echo "$currentStats" | grep "$cpu ")
    user=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $2}')
    nice=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $3}')
    system=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $4}')
    idle=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $5}')
    iowait=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $6}')
    irq=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $7}')
    softirq=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $8}')
    steal=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $9}')
    guest=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $10}')
    guest_nice=$(echo "$currentLine" | awk -F " " '{print $11}')

    previousLine=$(echo "$previousStats" | grep "$cpu ")
    prevuser=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $2}')
    prevnice=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $3}')
    prevsystem=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $4}')
    previdle=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $5}')
    previowait=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $6}')
    previrq=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $7}')
    prevsoftirq=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $8}')
    prevsteal=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $9}')
    prevguest=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $10}')
    prevguest_nice=$(echo "$previousLine" | awk -F " " '{print $11}')    

    PrevIdle=$((previdle + previowait))
    Idle=$((idle + iowait))

    PrevNonIdle=$((prevuser + prevnice + prevsystem + previrq + prevsoftirq + prevsteal))
    NonIdle=$((user + nice + system + irq + softirq + steal))

    PrevTotal=$((PrevIdle + PrevNonIdle))
    Total=$((Idle + NonIdle))

    totald=$((Total - PrevTotal))
    idled=$((Idle - PrevIdle))

    CPU_Percentage=$(awk "BEGIN {print ($totald - $idled)/$totald*100}")

    if [[ "$cpu" == "cpu" ]]; then
        echo "total "$CPU_Percentage
    else
        echo $cpu" "$CPU_Percentage
    fi
done

Ответ 3

Эй, я тоже изучал эту тему и нашел эту тему очень полезной. Я использовал формулу Вангелиса Тасуласа для написания маленького python script для этого. Прикрепленный мой код Python для этой проблемы. Он загружает процессор cpu_id каждую секунду. Возможно, это помогает и другим. Также комментарии/предложения приветствуются: -)

#!/usr/bin/python 
# -*- coding: utf-8 -*-

'''
Created on 04.12.2014

@author: plagtag
'''
from time import sleep
import sys

class GetCpuLoad(object):
    '''
    classdocs
    '''


    def __init__(self, percentage=True, sleeptime = 1):
        '''
        @parent class: GetCpuLoad
        @date: 04.12.2014
        @author: plagtag
        @info: 
        @param:
        @return: CPU load in percentage
        '''
        self.percentage = percentage
        self.cpustat = '/proc/stat'
        self.sep = ' ' 
        self.sleeptime = sleeptime

    def getcputime(self):
        '''
        http://stackoverflow.com/questions/23367857/accurate-calculation-of-cpu-usage-given-in-percentage-in-linux
        read in cpu information from file
        The meanings of the columns are as follows, from left to right:
            0cpuid: number of cpu
            1user: normal processes executing in user mode
            2nice: niced processes executing in user mode
            3system: processes executing in kernel mode
            4idle: twiddling thumbs
            5iowait: waiting for I/O to complete
            6irq: servicing interrupts
            7softirq: servicing softirqs

        #the formulas from htop 
             user    nice   system  idle      iowait irq   softirq  steal  guest  guest_nice
        cpu  74608   2520   24433   1117073   6176   4054  0        0      0      0


        Idle=idle+iowait
        NonIdle=user+nice+system+irq+softirq+steal
        Total=Idle+NonIdle # first line of file for all cpus

        CPU_Percentage=((Total-PrevTotal)-(Idle-PrevIdle))/(Total-PrevTotal)
        '''
        cpu_infos = {} #collect here the information
        with open(self.cpustat,'r') as f_stat:
            lines = [line.split(self.sep) for content in f_stat.readlines() for line in content.split('\n') if line.startswith('cpu')]

            #compute for every cpu
            for cpu_line in lines:
                if '' in cpu_line: cpu_line.remove('')#remove empty elements
                cpu_line = [cpu_line[0]]+[float(i) for i in cpu_line[1:]]#type casting
                cpu_id,user,nice,system,idle,iowait,irq,softrig,steal,guest,guest_nice = cpu_line

                Idle=idle+iowait
                NonIdle=user+nice+system+irq+softrig+steal

                Total=Idle+NonIdle
                #update dictionionary
                cpu_infos.update({cpu_id:{'total':Total,'idle':Idle}})
            return cpu_infos

    def getcpuload(self):
        '''
        CPU_Percentage=((Total-PrevTotal)-(Idle-PrevIdle))/(Total-PrevTotal)

        '''
        start = self.getcputime()
        #wait a second
        sleep(self.sleeptime)
        stop = self.getcputime()

        cpu_load = {}

        for cpu in start:
            Total = stop[cpu]['total']
            PrevTotal = start[cpu]['total']

            Idle = stop[cpu]['idle']
            PrevIdle = start[cpu]['idle']
            CPU_Percentage=((Total-PrevTotal)-(Idle-PrevIdle))/(Total-PrevTotal)*100
            cpu_load.update({cpu: CPU_Percentage})
        return cpu_load


if __name__=='__main__':
    x = GetCpuLoad()
    while True:
        try:
            data = x.getcpuload()
            print data
        except KeyboardInterrupt:

            sys.exit("Finished")                

Ответ 4

У idnt.net есть хорошее описание того, как использовать данные процессора /proc/stat, включая bash-скрипт для извлечения процессора и описание строк. Я просто хотел связать это здесь, так как я нашел это ценным.

Ответ 5

Я тоже искал то же самое. Вот моя рубиновая программа, основанная на ответе Вангелиса Тасуласа:

#!/usr/bin/env ruby
$VERBOSE = true

prev_file = IO.readlines(::File.join('', 'proc', 'stat')).select { |line| line.start_with?('cpu') }
Kernel.sleep(0.05)
file = IO.readlines(::File.join('', 'proc', 'stat')).select { |line| line.start_with?('cpu') }

file.size.times do |i|
    data, prev_data = file[i].split.map(&:to_f), prev_file[i].split.map(&:to_f)

    %w(user nice sys idle iowait irq softirq steal).each_with_index do |el, index|
        eval "@#{el}, @prev_#{el} = #{data[index + 1]}, #{prev_data[index + 1]}"
    end

    previdle, idle = @prev_idle + @prev_iowait, @idle + @iowait
    totald = idle + (@user + @nice + @sys + @irq + @softirq + @steal) -
        (previdle + (@prev_user + @prev_nice + @prev_sys + @prev_irq + @prev_softirq + @prev_steal))

    puts "CPU #{i}: #{((totald - (idle - previdle)) / totald * 100).round(2)} %"
end