linux系统在运行过程中，会将CPU的一些使用信息记录在/proc/stat文件里面。

  cat /proc/stat信息如下：

  cpu  42070 4176 97027 6393033 15134 501 556 0 0

  cpu0 42070 4176 97027 6393033 15134 501 556 0 0

  intr 4214035 120 22341 0 1 1 0 5 0 1 0 0 0 46417 0 0 108606 73951 91332 0 1175935 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0   0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0    0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0    0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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 5195532

  btime 1304348496 

  processes 11005

  procs_running 2

  procs_blocked 0

  softirq 2827794 0 849358 33902 1154998 199387 20953 0 1511 567685

 

  1. cpu/cpu0 为单个CPU的使用状况。其后面一串数据代表每个功能的使用时间(单位一般为10ms):

     cpux   : cpu序号，单核仅仅只有一个，双核有2个，以此类推

     42070  : 用户态(user)下cpu使用时间

     4176   : 优先级(nice)为负的程序的cpu使用时间

     97027  : 系统态(sys)下cpu使用时间

     6393033: cpu空闲使用时间(idle)

     15134  : 硬盘IO(iowait)等待时间

     501    : 硬中断(irq)使用时间

     556    : 软中断(soft)使用时间

     0      : 未知

     0      : 未知

  2. 计算cpu使用率的方法:

    通常我们说的cpu的使用率，是指cpu在某段时间内的使用率，而不是从开机时间到当前的使用率。因此我们必须获取两次cpu状态，并通

 

过对这两次状态进行对比，从而得到当前时间的cpu使用率。

    第一次获取cpu状态 -> 延时5秒 -> 第二次获取cpu状态 -> 通过获取得值进行计算，得到当前cpu在这5秒内的使用率

    计算公式: 1 - (idle_time2 - idle_time1)/(all_time2 - all_time1)

 

c语言代码：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <ctype.h> #include <string.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> #include <sys/time.h> char buffer[1024]; // 将/proc/stat 数据缓存 char cpu_name[10]; // cpu 标识,由于是单核cpu暂时无效 typedef struct { long cpu_user; // cpu用户使用时间 long cpu_nice; // nice值为负的程序cpu使用时间 long cpu_sys; // cpu系统使用时间 long cpu_idle; // cpu空余时间 long cpu_iowait; long cpu_irq; // cpu硬中断使用时间 long cpu_softirq; // cpu软中断使用时间 long cpu_all; // cpu 总的时间 }CPU_STAT_S; CPU_STAT_S cpu_old_stat; CPU_STAT_S cpu_cur_stat; char *get_cpu_name(char *data, char *name) { while(!(*data == ' ' ||*data == '/0')) { *name++ = *data++; } *name++ = '/0'; return data; } CPU_STAT_S get_cpu_stat(void) { int fp = 0; int len = 0; char *p; CPU_STAT_S cpu_stat; fp = open("/proc/stat", O_RDONLY); len = read(fp, buffer,sizeof(buffer)-1); close(fp); buffer[len] = '/0'; // printf("open stat success! len (%d) /n", len); memset(&cpu_stat, 0, sizeof(CPU_STAT_S)); p = get_cpu_name(buffer, cpu_name); // printf("cpu_name (%s) p (%x) /n", cpu_name, p); cpu_stat.cpu_user = strtoul(p, &p, 0); cpu_stat.cpu_nice = strtoul(p, &p, 0); cpu_stat.cpu_sys = strtoul(p, &p, 0); cpu_stat.cpu_idle = strtoul(p, &p, 0); cpu_stat.cpu_iowait = strtoul(p, &p, 0); cpu_stat.cpu_irq = strtoul(p, &p, 0); cpu_stat.cpu_softirq = strtoul(p, &p, 0); cpu_stat.cpu_all = cpu_stat.cpu_user + cpu_stat.cpu_nice + cpu_stat.cpu_sys/ + cpu_stat.cpu_idle + cpu_stat.cpu_iowait + cpu_stat.cpu_irq/ + cpu_stat.cpu_softirq; printf("user (%d) nice(%d) sys(%d) idle(%d) iowait (%d) irq(%d) softirq(%d) all (%d)/n", cpu_stat.cpu_user,cpu_stat.cpu_nice, cpu_stat.cpu_sys, cpu_stat.cpu_idle, cpu_stat.cpu_iowait, cpu_stat.cpu_irq, cpu_stat.cpu_softirq, cpu_stat.cpu_all); return cpu_stat; } int main(void) { long start_sec = 0; long cur_sec = 0; int count = 0; float usage = 0.0; float all_usage = 0.0; float avg_usage = 0.0; cpu_old_stat = get_cpu_stat(); start_sec = cpu_old_stat.cpu_all / 100; printf("start while! /n"); while(1) { usleep(5*1000*1000); memset(&cpu_cur_stat, 0, sizeof(CPU_STAT_S)); cpu_cur_stat = get_cpu_stat(); cur_sec = cpu_cur_stat.cpu_all / 100; usage = (float)(cpu_cur_stat.cpu_idle - cpu_old_stat.cpu_idle)/(cpu_cur_stat.cpu_all - cpu_old_stat.cpu_all); usage = 100 - 100 * usage; all_usage += usage; count++; avg_usage = all_usage / count; cur_sec -= start_sec; printf("%s using:%3.2f%% all using:%3.2f%% sec:%d/n", cpu_name, usage, avg_usage, cur_sec); cpu_old_stat = cpu_cur_stat; } return 0; }  

shell语言：

#!/bin/bash #calc cpu using word=a while [[ $word != [Qq] ]] #循环检测 do { CPUDATA1=$(cat /proc/stat|grep 'cpu/b'|awk '{print $1" "$2" "$3" "$4" "$5" "$6" "$7" "$8}') IDLEDATA1=$(echo $CPUDATA1 |awk '{print $5}') CPUTOTAL1=$(echo $CPUDATA1 |awk '{print $2+$3+$4+$5+$6+$7+$8}') sleep 5 CPUDATA2=$(cat /proc/stat|grep 'cpu/b'|awk '{print $1" "$2" "$3" "$4" "$5" "$6" "$7" "$8}') IDLEDATA2=$(echo $CPUDATA2 |awk '{print $5}') CPUTOTAL2=$(echo $CPUDATA2 |awk '{print $2+$3+$4+$5+$6+$7+$8}') IDLE=`expr $IDLEDATA2 - $IDLEDATA1` TOTAL=`expr $CPUTOTAL2 - $CPUTOTAL1` USAGE=`expr $IDLE/$TOTAL*100|bc -l` N=`expr "scale=2; (100-$USAGE)/1"|bc -l` echo cpu usage:$N% } done

perl语言：

#!/usr/bin/perl -w sub get_cpu_stat #得到cpu使用状态，包括总时间和空余时间 { my @cpu_stat; # 要传递两个值出去，所以用数组 #读取/proc/stat信息 open(STAT, "/proc/stat") || die "Can't open /proc/stat file. /n"; my $stat_line = <STAT>; my @cpu_data = split(//s+/, $stat_line); $cpu_stat[0] = $cpu_data[4]; # cpu空余时间(IDLE) foreach (@cpu_data) # 计算cpu使用总时间 { chomp; next if ($_ eq "cpu"); # 数组中第一个为cpu,不处理 $cpu_stat[1] += $_; } close(STAT); # print "Idle time:$cpu_stat[0] all time:$cpu_stat[1] /n"; return @cpu_stat; } my @old_stat; my @new_stat; @old_stat = &get_cpu_stat; while (1) # 循环检测，如果只打印一次可以去掉 { sleep(5); @new_stat = &get_cpu_stat; my $usage = 100 * (1 - ($new_stat[0] - $old_stat[0]) / ($new_stat[1] - $old_stat[1])); printf "cpu usage: %3.2f%% /n", $usage; # 此处用printf打印 @old_stat = @new_stat; }

 

扩展知识：

  1. 什么是用户态和内核态

   用户态是指当前cpu处理的是用户操作代码。

   内核态是指当前cpu处理的是内核的代码。

   他们通过cpu中的寄存器的两位进行控制，内核态用intel cpu的Ring0模式，而用户态使用intel cpu的Ring3模式。在用户态状态下不能访问内核态的代码和数据的地址空间。