/proc/stat

一 般来说对于需要大量cpu计算的进程，当前端压力越大时，CPU利用率越高。但对于I/O网络密集型的进程，即使请求很多，服务器的CPU也不一定很到， 这时的服务瓶颈一般是在磁盘的I/O上。比较长见的就是，大文件频繁读写的cpu开销远小于小文件频繁读写的开销。因为在I/O吞吐量一定时，小文件的读 写更加频繁，需要更多的cpu来处理I/O的中断。 

在Linux/Unix下，CPU利用率分为用户态，系统态和空闲态，分别表示CPU处于用户态执行的时间，系统内核执行的时间，和空闲系统进程执行的时间。平时所说的CPU利用率是指： 
CPU执行非系统空闲进程的时间 / CPU总的执行时间。 

在Linux的内核中，有一个全局变量：Jiffies。 Jiffies代表时间。它的单位随硬件平台的不同而不同。系统里定义了一个常数HZ，代表每秒种最小时间间隔的数目。这样jiffies的单位就是 1/HZ。Intel平台jiffies的单位是1/100秒，这就是系统所能分辨的最小时间间隔了。每个CPU时间片，Jiffies都要加1。 CPU的利用率就是用执行用户态+系统态的Jiffies除以总的Jifffies来表示。 

在Linux系统中，可以用/proc/stat文件来计算cpu的利用率(详细的解释可参考：http: //www.linuxhowtos.org/System/procstat.htm)。这个文件包含了所有CPU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。 
如： 
[sailorhzr@builder ~]$ cat /proc/stat 
cpu 432661 13295 86656 422145968 171474 233 5346 
cpu0 123075 2462 23494 105543694 16586 0 4615 
cpu1 111917 4124 23858 105503820 69697 123 371 
cpu2 103164 3554 21530 105521167 64032 106 334 
cpu3 94504 3153 17772 105577285 21158 4 24 
intr 1065711094 1057275779 92 0 6 6 0 4 0 3527 0 0 0 70 0 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 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7376958 0 0 0 0 0 0 0 1054602 0 0 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
ctxt 19067887 
btime 1139187531 
processes 270014 
procs_running 1 
procs_blocked 0 

输出解释 
CPU 以及CPU0、CPU1、CPU2、CPU3每行的每个参数意思（以第一行为例）为： 
参数 解释 
user (432661) 从系统启动开始累计到当前时刻，用户态的CPU时间（单位：jiffies） ，不包含 nice值为负进程。1jiffies=0.01秒 
nice (13295) 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时间（单位：jiffies） 
system (86656) 从系统启动开始累计到当前时刻，核心时间（单位：jiffies） 
idle (422145968) 从系统启动开始累计到当前时刻，除硬盘IO等待时间以外其它等待时间（单位：jiffies） 
iowait (171474) 从系统启动开始累计到当前时刻，硬盘IO等待时间（单位：jiffies） ， 
irq (233) 从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间（单位：jiffies） 
softirq (5346) 从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间（单位：jiffies） 

CPU时间=user+system+nice+idle+iowait+irq+softirq 

“intr”这行给出中断的信息，第一个为自系统启动以来，发生的所有的中断的次数；然后每个数对应一个特定的中断自系统启动以来所发生的次数。 
“ctxt”给出了自系统启动以来CPU发生的上下文交换的次数。 
“btime”给出了从系统启动到现在为止的时间（in seconds since the Unix epoch），单位为秒。
“processes (total_forks) 自系统启动以来所创建的任务的个数目。 
“procs_running”：当前运行队列的任务的数目。 
“procs_blocked”：当前被阻塞的任务的数目。 

那么CPU利用率可以使用以下两个方法。先取两个采样点，然后计算其差值： 
cpu usage=(idle2-idle1)/(cpu2-cpu1)*100 
cpu usage=[(user_2 +sys_2+nice_2) - (user_1 + sys_1+nice_1)]/(total_2 - total_1)*100 


用perl做的一个cpu利用率的计算： 
#!/usr/bin/perl 

use warnings; 

$SLEEPTIME=5; 

if (-e "/tmp/stat") { 
unlink "/tmp/stat"; 
} 
open (JIFF_TMP, ">>/tmp/stat") || die "Can't open /proc/stat file!\n"; 
open (JIFF, "/proc/stat") || die "Can't open /proc/stat file!\n"; 
@jiff_0=; 
print JIFF_TMP $jiff_0[0] ; 
close (JIFF); 

sleep $SLEEPTIME; 

open (JIFF, "/proc/stat") || die "Can't open /proc/stat file!\n"; 
@jiff_1=; 
print JIFF_TMP $jiff_1[0]; 
close (JIFF); 
close (JIFF_TMP); 

@USER=`awk '{print \$2}' "/tmp/stat"`; 
@NICE=`awk '{print \$3}' "/tmp/stat"`; 
@SYSTEM=`awk '{print \$4}' "/tmp/stat"`; 
@IDLE=`awk '{print \$5}' "/tmp/stat"`; 
@IOWAIT=`awk '{print \$6}' "/tmp/stat"`; 
@IRQ=`awk '{print \$7}' "/tmp/stat"`; 
@SOFTIRQ=`awk '{print \$8}' "/tmp/stat"`; 

$JIFF_0=$USER[0]+$NICE[0]+$SYSTEM[0]+$IDLE[0]+$IOWAIT[0]+$IRQ[0]+$SOFTIRQ[0]; 
$JIFF_1=$USER[1]+$NICE[1]+$SYSTEM[1]+$IDLE[1]+$IOWAIT[1]+$IRQ[1]+$SOFTIRQ[1]; 

$SYS_IDLE=($IDLE[0]-$IDLE[1]) / ($JIFF_0-$JIFF_1) * 100; 
$SYS_USAGE=100 - $SYS_IDLE; 

printf ("The CPU usage is %1.2f%%\n",$SYS_USAGE); 



关于几个cpu计算中的问题： 
1.不要取的间隔时间过短，对于这种采点的计算方式，采点的间隔时间越长，结果越准确。如果是取1秒，很有可能每次的计算结果都是0%。不过如果太长了，也等不起。 
2.不知道有没有什么方法能准确的使cpu等待一段时间。在perl中用sleep，好像在有一定负荷时不是很准确。

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mv linux 的/proc/stat比这个项数要少一些