在Linux下,CPU利用率分為用戶態,系統態和空閑態,分別表示CPU處於用戶態執行的時間,系統內核執行的時間,和空閑系統進程執行的時間,三者之和就是CPU的總時間,當沒有用戶進程、系統進程等需要執行的時候,CPU就執行系統缺省的空閑進程。從平常的思維方式理解的話,CPU的利用率就是非空閑進程占用時間的比例,即CPU執行非空閑進程的時間 / CPU總的執行時間。
在Linux系統中,CPU時間的分配信息保存在/proc/stat文件中,利用率的計算應該從這個文件中獲取數據。文件的頭幾行記錄了每個CPU的用戶態,系統態,空閑態等狀態下分配的時間片(單位是Jiffies),這些數據是從CPU加電到當前的累計值。常用的監控軟件就是利用/proc/stat里面的這些數據來計算CPU的利用率的。
不同版本的linux /proc/stat文件內容不一樣,以Linux 2.6來說,/proc/stat文件的內容如下:
cpu 2032004 102648 238344 167130733 758440 15159 17878 0
cpu0 1022597 63462 141826 83528451 366530 9362 15386 0
cpu1 1009407 39185 96518 83602282 391909 5796 2492 0
intr 303194010 212852371 3 0 0 11 0 0 2 1 1 0 0 3 0 11097365 0 72615114 6628960 0 179 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ctxt 236095529
btime 1195210746
processes 401389
procs_running 1
procs_blocked 0
第一行的數值表示的是CPU總的使用情況,所以我們只要用第一行的數字計算就可以了。下表解析第一行各數值的含義(單位:jiffies):
| user (2032004) |
從系統啟動開始累計到當前時刻,用戶態的CPU時間,不包含nice值為負進程。 |
| nice (102648) |
從系統啟動開始累計到當前時刻,nice值為負的進程所占用的CPU時間 |
| system (238344) |
從系統啟動開始累計到當前時刻,核心時間 |
| idle (167130733) |
從系統啟動開始累計到當前時刻,除IO等待時間以外其它等待時間 |
| iowait (758440) |
從系統啟動開始累計到當前時刻,IO等待時間 |
| irq (15159) |
從系統啟動開始累計到當前時刻,硬中斷時間 |
| softirq (17878) |
從系統啟動開始累計到當前時刻,軟中斷時間 |
因為/proc/stat中的數值都是從系統啟動開始累計到當前時刻的積累值,所以需要在不同時間點t1和t2取值進行比較運算,當兩個時間點的間隔較短時,就可以把這個計算結果看作是CPU的即時利用率。
CPU的即時利用率的計算公式:
CPU在t1到t2時間段總的使用時間 = ( user2+ nice2+ system2+ idle2+ iowait2+ irq2+ softirq2) - ( user1+ nice1+ system1+ idle1+ iowait1+ irq1+ softirq1)
CPU在t1到t2時間段空閑使用時間 = (idle2 - idle1)
CPU在t1到t2時間段即時利用率 = 1 - CPU空閑使用時間 / CPU總的使用時間
