Linux CPU负载利用率统计

look_w

通常，有如下方式可以得到 cpu 利用率情况：

• top 命令

e.g. top -m 20 -d 1 -t

• <span style="font-size:14px;">User 0%, System 6%, IOW 0%, IRQ 0%  
• User 1 + Nice 0 + Sys 34 + Idle 494 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 1 = 530  
• 
  
•   PID   TID PR CPU% S     VSS     RSS PCY UID      Thread          Proc  
• 3385  3385  0   6% R   1460K    484K     root     top             top  
•   631   631  2   0% S      0K      0K     root     ksmd  
•     8     8  0   0% S      0K      0K     root     rcu_preempt  
•     5     5  0   0% S      0K      0K     root     kworker/0:0H  
•     6     6  1   0% S      0K      0K     root     kworker/u8:0  
•     7     7  0   0% S      0K      0K     root     migration/0  
•     9     9  0   0% S      0K      0K     root     rcu_bh  
•    10    10  1   0% S      0K      0K     root     rcu_sched  
•    11    11  1   0% S      0K      0K     root     migration/1  
•    12    12  1   0% S      0K      0K     root     ksoftirqd/1  
•    14    14  1   0% S      0K      0K     root     kworker/1:0H  
•    15    15  2   0% S      0K      0K     root     migration/2  
•    16    16  2   0% S      0K      0K     root     ksoftirqd/2  
•    18    18  2   0% S      0K      0K     root     kworker/2:0H  
•    19    19  3   0% S      0K      0K     root     migration/3  
•    20    20  3   0% S      0K      0K     root     ksoftirqd/3  
•    22    22  3   0% S      0K      0K     root     kworker/3:0H  
•    23    23  1   0% S      0K      0K     root     khelper  
•    33    33  1   0% S      0K      0K     root     kworker/1:1  
•   111   111  1   0% S      0K      0K     root     bcm_hsotgctrl_e</span>  

top 命令是通过 用户空间 （userspace) 的方式， 统计得到结果。

• cat /proc/stat

• <span style="font-size:14px;">cpu  11469 450 27068 1882759 487 4 464 0 0 0  
• cpu0 3098 117 8727 464531 67 3 408 0 0 0  
• cpu1 2933 130 7136 471014 157 1 30 0 0 0  
• cpu2 2983 90 5170 474272 131 0 8 0 0 0  
• cpu3 2455 113 6035 472942 132 0 18 0 0 0  
• intr 650070 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 2 72794 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 2961 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 7075 0 17  
• 978 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2162 7980 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 313 0 0 4 1 0 0  
• 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9206 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20872 0 34798 161365 0 0 0 0 0 0 0 0 13461  
• 3 20 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 36496 29298 21433 30846 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 2134 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 0 490 190 0 0 0 0 0  
• 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 197 2 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 1288221  
• btime 1356998414  
• processes 3399  
• procs_running 2  
• procs_blocked 0  
• softirq 249133 0 103834 1 0 0 0 34224 53095 1547 56432</span>  

其中，可以通过 cat /proc/cpuinfo 来验证 cpu core 的数量。大多数情况， /proc/stat 得到的结果能够比较真实的反映系统真实状态。
然而，因为因为 kernel 何时/如何去收集系统状态信息不确定的特性， 有时得到的结果完全不可靠。

• cpu  11469 450 27068 1882759 487 4 464 0 0 0  
• cpu0 3098 117 8727 464531 67 3 408 0 0 0  
• cpu1 2933 130 7136 471014 157 1 30 0 0 0  
• cpu2 2983 90 5170 474272 131 0 8 0 0 0  
• cpu3 2455 113 6035 472942 132 0 18 0 0 0  

其中， 第一行表示所有 cpu 的统计信息。第二行至第五行分别表示  cpu core 0 ~ 4 的统计信息。总的cpu统计信息值，等于每个 cpu core 对应值的累加。

每一列的数值单位为 jiffies。 jiffies 是内核的全局变量，用来表示系统启动以来的节拍数。

• user(11469)           表示从系统启动到当前时刻，处于用户态的运行时间。不包含nice值为负的进程。
• nice(450)               表示从系统启动到当前时刻，nice为负值的进程占用的cpu时间
• system(27068)      表示从系统启动到当前时刻，处于内核态的运行时间
• idle(1882759)       表示从系统启动到当前时刻，除了 iowait外的等待时间
• iowait(487)            表示从系统启动到当前时刻，io 等待时间
• irq(4)                      表示从系统启动到当前时刻，硬中断花费的时间
• softirq(464)            表示从系统启动到当前时刻，软中断花费的时间
• steal(0)                   表示从系统启动到当前时刻，运行其他虚拟环境中的操作系统花费的时间
• guest(0)                  表示从系统启动到当前时刻，运行在通过Linux内核控制的客户操作系统上的虚拟cpu 的时间
• guest_nice(0)        表示从系统启动到当前时刻，运行在通过Linux内核控制的客户操作系统上的虚拟cpu 的时间, nice 为负值进程

• intr 650070 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 2 72794 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 2961 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 7075 0 17  
• 978 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2162 7980 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 313 0 0 4 1 0 0  
• 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9206 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20872 0 34798 161365 0 0 0 0 0 0 0 0 13461  
• 3 20 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 36496 29298 21433 30846 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 2134 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 0 490 190 0 0 0 0 0  
• 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 197 2 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  

• sum(650070)          表示系统中所有中断次数之和
• 其后每一个数值，表示从 irq[0] ~ irq[ nr_irqs -1 ] 对应的中断产生次数
  

• ctxt 1288221  
• btime 1356998414  
• processes 3399  
• procs_running 2  
• procs_blocked 0  

• ctxt                        context switch 的次数
• btime                   从源代码应该表示从系统启动到当前时刻，系统时间 单位：ns。但是实际似乎不变？？
• processes          系统产生的线程数
• procs_running    当前运行的线程数量
• procs_blocked   当前被 iowait 阻塞的线程数量

• <span style="font-size:14px;">softirq 249133 0 103834 1 0 0 0 34224 53095 1547 56432</span>  

• sum_softirq(249133)      所有 软中断时间之和
• HI_SOFTIRQ(0)
• TIMER_SOFTIRQ(103834)
• NET_TX_SOFTIRQ (1)
• NET_RX_SOFTIRQ (0)
• BLOCK_SOFTIRQ (0)
• BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ (0)
• TASKLET_SOFTIRQ (34224)
• SCHED_SOFTIRQ ( 53095)
• HRTIMER_SOFTIRQ (1547)
• RCU_SOFTIRQ (56432)

显然，  sum_softirq 等于所有其他单项 softirq 时间之和。