05 Jul

python獲取linux系統內存、cpu、網絡使用情況

做個程序需要用到系統的cpu、內存、網絡的使用情況，百度之后發現目前使用python獲取這些信息大多是調用系統命令（top、free等）。其實多linux命令也是讀取/proc下的文件實現的，索性不如自己寫一個。

一、計算cpu的利用率

要讀取cpu的使用情況，首先要了解/proc/stat文件的內容，下圖是/proc/stat文件的一個例子：

cpu、cpu0、cpu1……每行數字的意思相同，從左到右分別表示user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq。根據系統的不同，輸出的列數也會不同，比如ubuntu 12.04會輸出10列數據，centos 6.4會輸出9列數據，后邊幾列的含義不太清楚，每個系統都是輸出至少7列。沒一列的具體含義如下：

 

user：用戶態的cpu時間（不包含nice值為負的進程所占用的cpu時間）

nice：nice值為負的進程所占用的cpu時間

system：內核態所占用的cpu時間

idle：cpu空閑時間

iowait：等待IO的時間

irq：系統中的硬中斷時間

softirq：系統中的軟中斷時間

 

以上各值的單位都是jiffies，jiffies是內核中的一個全局變量，用來記錄自系統啟動一來產生的節拍數，在這里我們把它當做單位時間就行。

 

intr行中包含的是自系統啟動以來的終端信息，第一列表示中斷的總此數，其后每個數對應某一類型的中斷所發生的次數

ctxt行中包含了cpu切換上下文的次數

btime行中包含了系統運行的時間，以秒為單位

processes/total_forks行中包含了從系統啟動開始所建立的任務個數

procs_running行中包含了目前正在運行的任務的個數

procs_blocked行中包含了目前被阻塞的任務的個數

 

由於計算cpu的利用率用不到太多的值，所以截圖中並未包含/proc/stat文件的所有內容。

 

知道了/proc文件的內容之后就可以計算cpu的利用率了，具體方法是：先在t1時刻讀取文件內容，獲得此時cpu的運行情況，然后等待一段時間在t2時刻再次讀取文件內容，獲取cpu的運行情況，然后根據兩個時刻的數據通過以下方式計算cpu的利用率：100 - (idle2 - idle1)*100/(total2 - total1),其中total = user + system + nice + idle + iowait + irq + softirq。python代碼實現如下：

import time
           
           
           
def readCpuInfo():
           
    f = open('/proc/stat')
           
    lines = f.readlines();
           
    f.close()
           
           
           
    for line in lines:
           
        line = line.lstrip()
           
        counters = line.split()
           
        if len(counters) < 5:
           
            continue
           
        if counters[0].startswith('cpu'):
           
            break
           
    total = 0
           
    for i in xrange(1, len(counters)):
           
        total = total + long(counters[i])
           
    idle = long(counters[4])
           
    return {'total':total, 'idle':idle}
           
           
           
def calcCpuUsage(counters1, counters2):
           
    idle = counters2['idle'] - counters1['idle']
           
    total = counters2['total'] - counters1['total']
           
    return 100 - (idle*100/total)
           
           
           
if __name__ == '__main__':
           
    counters1 = readCpuInfo()
           
    time.sleep(0.1)
           
    counters2 = readCpuInfo()
           
    print calcCpuUsage(counters1, counters2):

　　

 

二、計算內存的利用率

計算內存的利用率需要讀取的是/proc/meminfo文件，該文件的結構比較清晰，不需要額外的介紹，需要知道的是內存的使用總量為used = total - free - buffers - cached，python代碼實現如下：

def readMemInfo():
         
    res = {'total':0, 'free':0, 'buffers':0, 'cached':0}
         
    f = open('/proc/meminfo')
         
    lines = f.readlines()
         
    f.close()
         
    i = 0
         
    for line in lines:
         
        if i == 4:
         
            break
         
        line = line.lstrip()
         
        memItem = line.lower().split()
         
        if memItem[0] == 'memtotal:':
         
            res['total'] = long(memItem[1])
         
            i = i +1
         
            continue
         
        elif memItem[0] == 'memfree:':
         
            res['free'] = long(memItem[1])
         
            i = i +1
         
            continue
         
        elif memItem[0] == 'buffers:':
         
            res['buffers'] = long(memItem[1])
         
            i = i +1
         
            continue
         
        elif memItem[0] == 'cached:':
         
            res['cached'] = long(memItem[1])
         
            i = i +1
         
            continue
         
    return res
         
         
         
def calcMemUsage(counters):
         
    used = counters['total'] - counters['free'] - counters['buffers'] - counters['cached']
         
    total = counters['total']
         
    return used*100/total
         
         
         
if __name__ == '__main__':
         
    counters = readMemInfo()
         
    print calcMemUsage(counters)

　　

 

 

三、獲取網絡的使用情況

獲取網絡使用情況需要讀取的是/proc/net/dev文件，如下圖所示，里邊的內容也很清晰，不做過的的介紹，直接上python代碼，取的是eth0的發送和收取的總字節數：

def readNetInfo(dev):
        
    f = open('/proc/net/dev')
        
    lines = f.readlines()
        
    f.close()
        
    res = {'in':0, 'out':0}
        
    for line in lines:
        
        if line.lstrip().startswith(dev):
        
            # for centos
        
            line = line.replace(':', ' ')
        
            items = line.split()
        
            res['in'] = long(items[1])
        
            res['out'] = long(items[len(items)/2 + 1])
        
    return res
        
if __name__ == '__main__':
        
    print readNetInfo('eth0')

　　 

 

 

四、獲取網卡的ip地址和主機的cpu個數

這兩個函數是程序的其它地方需要用到，就順便寫下來：

import time
     
import socket
     
import fcntl
     
import struct
     
     
     
def getIpAddress(dev):
     
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
     
    a = s.fileno()
     
    b = 0x8915
     
    c = struct.pack('256s', dev[:15])
     
    res = fcntl.ioctl(a, b, c)[20:24]
     
    return socket.inet_ntoa(res)
     
     
     
def getCpuCount():
     
    f = open('/proc/cpuinfo')
     
    lines = f.readlines()
     
    f.close()
     
    res = 0
     
    for line in lines:
     
        line = line.lower().lstrip()
     
        if line.startswith('processor'):
     
            res = res + 1
     
    return res
     
     
     
if __name__ == '__main__':
     
    print getCpuCount()
     
    print getIpAddress('eth0')