深入了解Linux系统的CPU使用率监控-猿码集

1. 简介

在Linux系统中，CPU使用率监控是一个非常重要的指标，用于评估系统的负载情况和性能瓶颈。本文将深入探讨Linux系统的CPU使用率监控，介绍相关的工具和技术，以便更好地了解和分析系统性能。

2. top命令

2.1 top命令的基本使用

top命令是最常用的CPU使用率监控工具之一，它可以实时地显示系统中各个进程的CPU占用情况。通过在终端输入top命令，可以打开一个交互式的界面，显示各个进程的CPU占用百分比、内存使用情况等信息。

top命令的输出结果中，CPU占用率的关键信息是在第三行中的CPU行中显示的。该行的信息包括总的CPU占用率，以及每个CPU核心的占用率。例如：

Cpu(s):  2.0%us,  0.7%sy,  0.0%ni, 97.2%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st

其中，us表示用户空间占用率，sy表示内核空间占用率，id表示空闲率，wa表示等待I/O的占用率。

2.2 top命令的高级用法

top命令提供了一些参数和快捷键，可以对输出结果进行定制和排序。例如，使用"-p"参数可以指定top命令只显示特定进程的CPU占用率。

除了交互式的界面，top命令还可以以批处理模式运行，将输出结果保存到文件中，以便后续分析。

3. sar命令

3.1 sar命令的基本使用

sar命令是系统性能分析工具，可以获取并显示各个资源的使用情况，包括CPU、内存、磁盘等。其中，CPU使用率是sar命令的一个重要功能。

使用sar命令可以获取系统在一段时间内的CPU使用率，并以指定的时间间隔进行统计。例如，以下命令将获取系统过去30秒内的CPU使用率：

sar -u 30

sar命令的输出结果中，包括了每个时间点的CPU占用率，以及平均值和最大值等统计结果。

3.2 sar命令的其他用法

sar命令还提供了许多其他用途的参数和选项。例如，可以使用"-f"参数指定sar命令读取已保存的数据文件，以便对历史数据进行分析；可以使用"-o"参数将输出结果保存到文件中，以便后续分析。

4. mpstat命令

4.1 mpstat命令的基本使用

mpstat命令是多核CPU的性能监控工具，可以实时显示每个CPU核心的使用率和系统整体的CPU使用率。

通过在终端输入mpstat命令，可以显示每个CPU核心的使用率，包括用户空间占用率、内核空间占用率、空闲率等。例如：

Linux 4.15.0-45-generic (hostname) 03/30/2022 _x86_64_ (4 CPU) 03:23:29 PM CPU %usr %nice %sys %iowait %steal %irq %soft %guest %gnice %idle 03:23:29 PM all 0.60 0.00 0.08 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 99.31

mpstat命令的输出结果中，关键信息在第三行的all行中显示，包括每个CPU核心的详细使用情况，以及总的空闲率。

4.2 mpstat命令的高级用法

mpstat命令还提供了一些参数和选项，可以对输出结果进行定制。例如，使用"-P"参数可以指定显示特定CPU核心的使用情况；使用"-I ALL"参数可以将中断相关的信息包括在输出结果中。

5. 基于/proc文件系统的监控方法

5.1 /proc文件系统的介绍

/proc文件系统是一个以文件形式显示系统内核状态的虚拟文件系统，其中包含了大量的系统状态信息。在/proc文件系统中，可以找到关于CPU使用率的相关信息。

例如，/proc/stat文件记录了每个CPU核心的使用情况，包括运行时间、空闲时间等。使用cat命令可以读取这个文件的内容：

cat /proc/stat

5.2 解析/proc文件系统中的CPU使用率

虽然/proc文件系统中的信息有点复杂，但是可以使用脚本或编程语言来解析这些信息，以获取CPU使用率等相关指标。

以下是一个使用Python解析/proc文件系统中CPU使用率的示例代码：

import re



def get_cpu_usage():

    with open('/proc/stat', 'r') as f:

        lines = f.readlines()



    for line in lines:

        if line.startswith('cpu'):

            cpu_data = re.findall(r'\d+', line)

            total_time = sum(map(int, cpu_data))

            idle_time = int(cpu_data[3])

            usage = 1 - idle_time / total_time

            return usage



cpu_usage = get_cpu_usage()

print(cpu_usage)

上述代码使用正则表达式从/proc/stat文件中提取了关键的CPU数据，并计算出CPU的使用率。最终结果为一个0到1之间的浮点数。

6. 总结

本文介绍了Linux系统的CPU使用率监控的几种常用方法，包括top命令、sar命令、mpstat命令和基于/proc文件系统的监控方法。通过使用这些工具和技术，可以实时地监控系统的CPU使用率，了解系统的负载情况和性能瓶颈。

要特别注意的是，不同的监控工具和方法可能有不同的输出格式和统计方式，需要根据具体情况选择和解析合适的指标。

在实际应用中，除了CPU使用率，还应该综合考虑其他指标，如内存使用率、磁盘I/O等，以全面评估系统的性能。

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