LINUXCPU利用率算法android

1、Linux 平台 Cpu 使用率的计算proc 文件系统/proc 文件系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间。 它以文件系统的方式为内核与进程提供通信的接口。 用户和应用程序可以通过/proc得到系统的信息，并可以改变内核的某些参数。由于系统的信息，如进程，是动态改变的，所以用户或应用程序读取/proc 目录中的文件时，proc 文件系统是动态从系统内核读出所需信息并提交的。/proc 目录中有一些以数字命名的目录，它们是进程目录。系统中当前运行的每一个进程在/proc 下都对应一个以进程号为目录名的目录/proc/pid,它们是读取进程信息的接口。止匕外，在 Linux2

2、.6.0-test6 以上的版本中/proc/pid 目录中有一个 task 目录，/proc/pid/task 目录中也有一些以该进程所拥有的线程的线程号命名的目录/proc/pid/task/tid,它们是读取线程信息的接口。/proc/cpuinfo 文件该文件中存放了有关 cpu 的相关信息(型号，缓存大小等)。zhengangenbuick$cat/proc/cpuinfoprocessor:0vendor_id:GenuineIntelcpufamily:15model:4modelname:Intel(R)Xeon(TM)CPU3.00GHzstepping:10cpuMHz:3

3、001.177cachesize:2048KBphysicalid:0siblings:2coreid:0cpucores:1fdiv_bug:nohlt_bug:nof00f_bug:nocoma_bug:nofpu:yesfpu_exception:yescpuidlevel:5wp:yesflags:fpuvmedepsetscmsrpaemcecx8apicmtrrpgemcacmovpatpse36clflushdtsacpimmXxsrssesse2sshttmpbelmpnimonitords_cplcidxtprbogomips:6004.52说明：以下只解释对我们计算 Cpu

4、 使用率有用的相关参数。参数解释processor(0)cpu 的一个物理标识结论 1：可以通过该文件根据 processor 出现的次数统计 cpu 的逻辑个数(包括多核、超线程)。/proc/stat 文件该文件包含了所有 CPU 舌动的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。不同内核版本中该文件的格式可能不大一致，以下通过实例来说明数据该文件中各字段的含义。实例数据：2.6.24-24 版本上的fjzagfjzag-desktop:-$cat/proc/statcpu38082627275948939081225658189500cpu022880472168554302

5、871061757666100cpu115202154107394636201639423400intr12005322226860110503000473020034194297750501984500000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

6、0000ctxt1434984btime1252028243processes8113procs_running1procs_blocked0第一彳：的数值表示的是 CPU 总的使用情况，所以我们只要用第一行的数字计算就可以了。下表解析第一行各数值的含义：参数解析(单位：jiffies)(jiffies 是内核中的一个全局变量，用来记录自系统启动一来产生的节拍数，在 linux 中，一个节拍大致可理解为操作系统进程调度的最小时间片，不同 linux内核可能值有不同，通常在 1ms 到 10ms 之间)user(38082)从系统启动开始累计到当前时刻，处于用户态的运行时间，不包含 nice 值

7、为负进程。nice(627)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 寸问system(27594)从系统启动开始累计到当前时刻，处于核心态的运行时间idle(893908)从系统启动开始累计到当前时刻，除 IO 等待时间以外的其它等待时间 iowait(12256)从系统启动开始累计到当前时刻，IO 等待时间(since2.5.41)irq(581)从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间(since2.6.0-test4)softirq(895)从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间(since2.6.0-test4)stealstolen(0)whichis

8、thetimespentinotheroperatingsystemswhenrunninginavirtualizedenvironment(since2.6.11)guest(0)whichisthetimespentrunningavirtualCPUforguestoperatingsystemsunderthecontroloftheLinuxkernel(since2.6.24)结论 2：总的 cpu 时间 totalCpuTime=user+nice+system+idle+iowait+irq+softirq+stealstolen+guest/proc/stat 文件该文件包

9、含了某一进程所有的活动的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。以下通过实例数据来说明该文件中各字段的含义。zhengangenbuick#cat/proc/6873/stat6873(a.out)R6723687367233481968738388608770004195831002503058826541409024564294967295134512640134513720321557904002097798000000017000说明：以下只解释对我们计算 Cpu 使用率有用相关参数参数解释pid=6873 进程号utime=1587 该任务在用户态运行的时间，单位为j

10、iffiesstime=41958 该任务在核心态运行的时间，单位为jiffiescutime=0 所有已死线程在用户态运行的时间，单位为 jiffiescstime=0 所有已死在核心态运行的时间，单位为jiffies结论 3:进程的总 Cpu 时间 processCpuTime=utime+stime+cutime+cstime,该值包括其所有线程的 cpu 时间。/proc/task/stat 文件该文件包含了某一进程所有的活动的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。该文件的内容格式以及各字段的含义同/proc/stat文件。注意，该文件中的 tid 字段表示的不再是进

11、程号，而是 linux 中的轻量级进程（lwp）,即我们通常所说的线程。结论4：线程 Cpu 时间 threadCpuTime=utime+stime 系统中有关进程 cpu 使用率的常用命令ps 命令通过 ps 命令可以查看系统中相关进程的 Cpu 使用率的信息。以下在 linuxman文档中对 ps 命令输出中有关 cpu 使用率的解释：CPUusageiscurrentlyexpressedasthepercentageoftimespentrunningduringtheentirelifetimeofaprocess.Thisisnotideal,anditdoesnotconfor

12、mtothestandardsthatpsotherwiseconformsto.CPUusageisunlikelytoadduptoexactly100%.%cpucpuutilizationoftheprocessin#.#format.ItistheCPUtimeuseddividedbythetimetheprocesshasbeenrunning(cputime/realtimeratio),expressedasapercentage.Itwillnotaddupto100%unlessyouarelucky.结论 5:ps 命令算出来的 cpu 使用率相对于进程启动时的平均值，

13、随着进程运行时间的增大，该值会趋向于平缓。top 命令通过 top 命令可以查看系统中相关进程的实时信息(cpu 使用率等)。以下是 man文档中对 top 命令输出中有关进程 cpu 使用率的解释。#C-LastusedCPU(SMP)Anumberrepresentingthelastusedprocessor.InatrueSMPenvironmentthiswilllikelychangefrequentlysincethekernelintentionallyusesweakaffinity.Also,theveryactofrunningtopmaybreakthisweakaff

14、inityandcausemoreprocessestochangeCPUsmoreoften(becauseoftheextrademandforcputime).%CPU-CPUusageThetasksshareoftheelapsedCPUtimesincethelastscreenupdate,expressedasapercent-ageoftotalCPUtime.InatrueSMPenvironment,ifIrixmodeisOff,topwilloperateinSolarismodewhereataskscpuusagewillbedividedbythetotalnu

15、mberofCPUs.结论 6:某一个线程在其运行期间其所使用的 cpu 可能会发生变化。结论 7:在多核的情况下 top 命令输出的 cpu 使用率实质是按 cpu 个数*100%计算的。单核情况下 Cpu 使用率的计算基本思想通过读取/proc/stat、/proc/stat、/proc/task/stat 以及/proc/cpuinfo 这几个文件获取总的 Cpu 时间、进程的 Cpu 时间、线程的 Cpu时间以及 Cpu 的个数的信息，然后通过一定的算法进行计算(采样两个足够短的时间间隔的 Cpu 快照与进程快照来计算进程的 Cpu 使用率)。总的 Cpu 使用率计算计算方法：1、采样

16、两个足够短的时间间隔的 Cpu 快照，分别记作 t1,t2,其中 t1、t2 的结构均为：(user、nice、systemidle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的 9 元组；2、计算总的 Cpu 时间片 totalCpuTimea)把第一次的所有 cpu 使用情况求和，得到 s1;b)把第二次的所有 cpu 使用情况求和，得到 s2;c)s2-s1 得到这个时间间隔内的所有时间片，即 totalCpuTime=j2-j1;3、计算空闲时间 idleidle 对应第四列的数据，用第二次的第四列-第一次的第四列即可idle=第二次的第四列-第一次的第

17、四列6、计算 cpu 使用率pcpu=100*(total-idle)/total某一进程 Cpu 使用率的计算计算方法：1.采样两个足够短的时间间隔的 cpu 快照与进程快照，a)每一个 cpu 快照均为(user、nice、systemidle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的 9 元组;b)每一个进程快照均为(utime、stime、cutimecstime)的 4 元组;2.分别根据结论 2、结论 3 计算出两个时刻的总的 cpu 时间与进程的 cpu 时间，分别记作：totalCpuTime1、totalCpuTime2、processCp

18、uTime1、processCpuTime23.计算该进程的 cpu 使用率 pcpu=100*(processCpuTime2-processCpuTime1)/(totalCpuTime2-totalCpuTime1)(按 100%f 算，如果是多核情况下还需乘以 cpu 的个数)；实验数据实验一：监控一空循环的进程的 cpu 使用率。说明：左边的数据是按以上算法得到的数据，其中采样的时间间隔与 top 命令刷新屏幕的时间间隔相同。按以上方法计算得到的 cpu 使用率通过 top 命令得到的99.5008398.33333698.098.8313899.099.099.8336198.83

19、52798.4975PIDUSERPRNIVIRTRESSHRS%CPU%MEMTIME+COMMAND7639fjzag200206m10m7136S992.21:00.74java7639fjzag200206m10m7136S992.21:03.71java7639fjzag200206m10m7136S992.21:06.67java7639fjzag200206m10m7136S992.21:09.63java7639fjzag200206m10m7136S982.21:12.59java7639fjzag200206m10m7136S992.21:15.55java7639fjza

20、g200206m10m7136S1002.21:18.55java7639fjzag200206m10m7136S1002.21:21.54java7639fjzag200206m10m7136S992.21:24.52java7639fjzag200206m10m7136S982.21:27.46java实验二：监控 jconsole 进程的 cpu 使用率。说明：左边的数据是按以上算法得到的数据，其中采样的时间间隔与 top 命令刷新屏幕的时间间隔相同。按以上方法计算得到的 cpu 使用率通过 top 命令得到的8.68113512.010.3505847.65390977.6539097

21、5.013.02170311.08.666667PIDUSERPRNIVIRTRESSHRS%CPU%MEMTIME+COMMAND7753fjzag200252m72m22mS1014.40:18.70jconsole7753fjzag200252m72m22mS1214.40:19.07jconsole7753fjzag200252m72m22mS1114.40:19.39jconsole7753fjzag200252m72m22mS714.40:19.61jconsole7753fjzag200252m72m22mS714.40:19.83jconsole7753fjzag200252m

22、72m22mS514.40:19.97jconsole7753fjzag200252m72m22mS1414.40:20.38jconsole7753fjzag200252m72m22mS1014.40:20.68jconsole7753fjzag200252m72m22mS914.50:20.96jconsole某一线程 Cpu 使用率的计算计算方法：1.采样两个足够短的时间隔的 cpu 快照与线程快照，a)每一个 cpu 快照均为(user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、stealstealon、guest)的 9 元组;b)每一个线程快照均为(u

23、time、stime)的 2 元组；2.分别根据结论 2、结论 4 计算出两个时刻的总的 cpu 时间与线程的 cpu 时间，分别记作：totalCpuTime1、totalCpuTime2、threadCpuTime1、threadCpuTime23.计算该线程的 cpu 使用率 pcpu=100*(threadCpuTime2-threadCpuTime1)/(totalCpuTime2-totalCpuTime1)(按 100%算，如果是多核情况下还需乘以 cpu 的个数)；实验数据实验一：监控一空循环的线程的 cpu 使用率。说明：左边的数据是按以上算法得到的数据，其中采样的时间间隔与

24、 top 命令刷新屏幕的时间间隔相同。按以上方法计算得到的 cpu 使用率通过 top 命令得到的98.8313897.0099796.9899797.4958398.16971696.8386S%CPU%MEMTIME+CO2.27:22.942.27:25.862.27:28.762.27:31.722.27:34.652.27:37.532.27:40.472.27:43.342.27:46.25java实验二:监控 jconsole 程序某一线程的cpu 使用率。说明：左边的数据是按以上算法得到的数据，其中采样的时间间隔与 top 命令刷新屏幕的时间间隔相同。按以上方法计算得到的 cp

25、u 使用率通过 top 命令得到的1.34003356.6445181.33333340.66777960.66666671.333333497.33333693.8230498.66667PIDUSERPRMMAND7649fjzag200java7649fjzag200java7649fjzag200java7649fjzag200java7649fjzag200java7649fjzag200java7649fjzag200java7649fjzag200java7649fjzag200NIVIRTRESSHR206m10m7136R97206m10m7136R97206m10m7136

26、R97206m10m7136R99206m10m7136R98206m10m7136R96206m10m7136R98206m10m7136R96206m10m7136R971.3333334PIDUSERPRNIVIRTRESSHRS%CPU%MEMTIME+COMM以下通过实验数据来说明多核情况下某一进程 cpu 使用率是按 cpu 个数*100 加算的.实验一描述：在双核的情况下作的一组实验，第一组数据是通过 ps-eLopid,lwp,pcpu|grep9140 命令查看进程号为 9140 的进程中各线程的详细信息。 第二组数据是通过 ps命令查看进程号为 9140 进程的 cpu 使

27、用率。数据一：pidlwp%cpu914091400.0914091410.0914091420.0914091430.0914091440.0914091490.0914091500.0914091510.0914091520.19140915396.69140915495.9以上除了红色标注出来的两个线程以外数据二：pid%cpu9140193AND7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzag多核情况下200251m200251m200251m200251m200251m72m22mS72m22mS72m22mS72m22mS72m22mS200251m72m22mS200251m72m22mScpu 使用率的计114.40:11.92714.40:12.1