LINUXCPU利用率算法android

1、Linux 平臺 Cpu 使用率的計算proc 文件系統/proc 文件系統是一個偽文件系統，它只存在內存當中，而不占用外存空間。 它以文件系統的方式為內核與進程提供通信的接口。 用戶和應用程序可以通過/proc得到系統的信息，并可以改變內核的某些參數。由于系統的信息，如進程，是動態(tài)改變的，所以用戶或應用程序讀取/proc 目錄中的文件時，proc 文件系統是動態(tài)從系統內核讀出所需信息并提交的。/proc 目錄中有一些以數字命名的目錄，它們是進程目錄。系統中當前運行的每一個進程在/proc 下都對應一個以進程號為目錄名的目錄/proc/pid,它們是讀取進程信息的接口。止匕外，在 Linux2

2、.6.0-test6 以上的版本中/proc/pid 目錄中有一個 task 目錄，/proc/pid/task 目錄中也有一些以該進程所擁有的線程的線程號命名的目錄/proc/pid/task/tid,它們是讀取線程信息的接口。/proc/cpuinfo 文件該文件中存放了有關 cpu 的相關信息(型號，緩存大小等)。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說明：以下只解釋對我們計算 Cpu

4、 使用率有用的相關參數。參數解釋processor(0)cpu 的一個物理標識結論 1：可以通過該文件根據 processor 出現的次數統計 cpu 的邏輯個數(包括多核、超線程)。/proc/stat 文件該文件包含了所有 CPU 舌動的信息，該文件中的所有值都是從系統啟動開始累計到當前時刻。不同內核版本中該文件的格式可能不大一致，以下通過實例來說明數據該文件中各字段的含義。實例數據：2.6.24-24 版本上的fjzagfjzag-desktop:-$cat/proc/statcpu38082627275948939081225658189500cpu022880472168554302

5、871061757666100cpu115202154107394636201639423400intr12005322226860110503000473020034194297750501984500000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

6、0000ctxt1434984btime1252028243processes8113procs_running1procs_blocked0第一彳：的數值表示的是 CPU 總的使用情況，所以我們只要用第一行的數字計算就可以了。下表解析第一行各數值的含義：參數解析(單位：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(jié)拍數，在 linux 中，一個節(jié)拍大致可理解為操作系統進程調度的最小時間片，不同 linux內核可能值有不同，通常在 1ms 到 10ms 之間)user(38082)從系統啟動開始累計到當前時刻，處于用戶態(tài)的運行時間，不包含 nice 值

7、為負進程。nice(627)從系統啟動開始累計到當前時刻，nice 值為負的進程所占用的 CPU 寸問system(27594)從系統啟動開始累計到當前時刻，處于核心態(tài)的運行時間idle(893908)從系統啟動開始累計到當前時刻，除 IO 等待時間以外的其它等待時間 iowait(12256)從系統啟動開始累計到當前時刻，IO 等待時間(since2.5.41)irq(581)從系統啟動開始累計到當前時刻，硬中斷時間(since2.6.0-test4)softirq(895)從系統啟動開始累計到當前時刻，軟中斷時間(since2.6.0-test4)stealstolen(0)whichis

8、thetimespentinotheroperatingsystemswhenrunninginavirtualizedenvironment(since2.6.11)guest(0)whichisthetimespentrunningavirtualCPUforguestoperatingsystemsunderthecontroloftheLinuxkernel(since2.6.24)結論 2：總的 cpu 時間 totalCpuTime=user+nice+system+idle+iowait+irq+softirq+stealstolen+guest/proc/stat 文件該文件包

9、含了某一進程所有的活動的信息，該文件中的所有值都是從系統啟動開始累計到當前時刻。以下通過實例數據來說明該文件中各字段的含義。zhengangenbuick#cat/proc/6873/stat6873(a.out)R6723687367233481968738388608770004195831002503058826541409024564294967295134512640134513720321557904002097798000000017000說明：以下只解釋對我們計算 Cpu 使用率有用相關參數參數解釋pid=6873 進程號utime=1587 該任務在用戶態(tài)運行的時間，單位為j

10、iffiesstime=41958 該任務在核心態(tài)運行的時間，單位為jiffiescutime=0 所有已死線程在用戶態(tài)運行的時間，單位為 jiffiescstime=0 所有已死在核心態(tài)運行的時間，單位為jiffies結論 3:進程的總 Cpu 時間 processCpuTime=utime+stime+cutime+cstime,該值包括其所有線程的 cpu 時間。/proc/task/stat 文件該文件包含了某一進程所有的活動的信息，該文件中的所有值都是從系統啟動開始累計到當前時刻。該文件的內容格式以及各字段的含義同/proc/stat文件。注意，該文件中的 tid 字段表示的不再是進

11、程號，而是 linux 中的輕量級進程（lwp）,即我們通常所說的線程。結論4：線程 Cpu 時間 threadCpuTime=utime+stime 系統中有關進程 cpu 使用率的常用命令ps 命令通過 ps 命令可以查看系統中相關進程的 Cpu 使用率的信息。以下在 linuxman文檔中對 ps 命令輸出中有關 cpu 使用率的解釋：CPUusageiscurrentlyexpressedasthepercentageoftimespentrunningduringtheentirelifetimeofaprocess.Thisisnotideal,anditdoesnotconfor

12、mtothestandardsthatpsotherwiseconformsto.CPUusageisunlikelytoadduptoexactly100%.%cpucpuutilizationoftheprocessin#.#format.ItistheCPUtimeuseddividedbythetimetheprocesshasbeenrunning(cputime/realtimeratio),expressedasapercentage.Itwillnotaddupto100%unlessyouarelucky.結論 5:ps 命令算出來的 cpu 使用率相對于進程啟動時的平均值，

13、隨著進程運行時間的增大，該值會趨向于平緩。top 命令通過 top 命令可以查看系統中相關進程的實時信息(cpu 使用率等)。以下是 man文檔中對 top 命令輸出中有關進程 cpu 使用率的解釋。#C-LastusedCPU(SMP)Anumberrepresentingthelastusedprocessor.InatrueSMPenvironmentthiswilllikelychangefrequentlysincethekernelintentionallyusesweakaffinity.Also,theveryactofrunningtopmaybreakthisweakaff

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

15、mberofCPUs.結論 6:某一個線程在其運行期間其所使用的 cpu 可能會發(fā)生變化。結論 7:在多核的情況下 top 命令輸出的 cpu 使用率實質是按 cpu 個數*100%計算的。單核情況下 Cpu 使用率的計算基本思想通過讀取/proc/stat、/proc/stat、/proc/task/stat 以及/proc/cpuinfo 這幾個文件獲取總的 Cpu 時間、進程的 Cpu 時間、線程的 Cpu時間以及 Cpu 的個數的信息，然后通過一定的算法進行計算(采樣兩個足夠短的時間間隔的 Cpu 快照與進程快照來計算進程的 Cpu 使用率)?？偟?Cpu 使用率計算計算方法：1、采樣

16、兩個足夠短的時間間隔的 Cpu 快照，分別記作 t1,t2,其中 t1、t2 的結構均為：(user、nice、systemidle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的 9 元組；2、計算總的 Cpu 時間片 totalCpuTimea)把第一次的所有 cpu 使用情況求和，得到 s1;b)把第二次的所有 cpu 使用情況求和，得到 s2;c)s2-s1 得到這個時間間隔內的所有時間片，即 totalCpuTime=j2-j1;3、計算空閑時間 idleidle 對應第四列的數據，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、計算 cpu 使用率pcpu=100*(total-idle)/total某一進程 Cpu 使用率的計算計算方法：1.采樣兩個足夠短的時間間隔的 cpu 快照與進程快照，a)每一個 cpu 快照均為(user、nice、systemidle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的 9 元組;b)每一個進程快照均為(utime、stime、cutimecstime)的 4 元組;2.分別根據結論 2、結論 3 計算出兩個時刻的總的 cpu 時間與進程的 cpu 時間，分別記作：totalCpuTime1、totalCpuTime2、processCp

18、uTime1、processCpuTime23.計算該進程的 cpu 使用率 pcpu=100*(processCpuTime2-processCpuTime1)/(totalCpuTime2-totalCpuTime1)(按 100%f 算，如果是多核情況下還需乘以 cpu 的個數)；實驗數據實驗一：監(jiān)控一空循環(huán)的進程的 cpu 使用率。說明：左邊的數據是按以上算法得到的數據，其中采樣的時間間隔與 top 命令刷新屏幕的時間間隔相同。按以上方法計算得到的 cpu 使用率通過 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實驗二：監(jiān)控 jconsole 進程的 cpu 使用率。說明：左邊的數據是按以上算法得到的數據，其中采樣的時間間隔與 top 命令刷新屏幕的時間間隔相同。按以上方法計算得到的 cpu 使用率通過 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某一線程 Cpu 使用率的計算計算方法：1.采樣兩個足夠短的時間隔的 cpu 快照與線程快照，a)每一個 cpu 快照均為(user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、stealstealon、guest)的 9 元組;b)每一個線程快照均為(u

23、time、stime)的 2 元組；2.分別根據結論 2、結論 4 計算出兩個時刻的總的 cpu 時間與線程的 cpu 時間，分別記作：totalCpuTime1、totalCpuTime2、threadCpuTime1、threadCpuTime23.計算該線程的 cpu 使用率 pcpu=100*(threadCpuTime2-threadCpuTime1)/(totalCpuTime2-totalCpuTime1)(按 100%算，如果是多核情況下還需乘以 cpu 的個數)；實驗數據實驗一：監(jiān)控一空循環(huán)的線程的 cpu 使用率。說明：左邊的數據是按以上算法得到的數據，其中采樣的時間間隔與

24、 top 命令刷新屏幕的時間間隔相同。按以上方法計算得到的 cpu 使用率通過 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實驗二:監(jiān)控 jconsole 程序某一線程的cpu 使用率。說明：左邊的數據是按以上算法得到的數據，其中采樣的時間間隔與 top 命令刷新屏幕的時間間隔相同。按以上方法計算得到的 cp

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

26、R97206m10m7136R99206m10m7136R98206m10m7136R96206m10m7136R98206m10m7136R96206m10m7136R971.3333334PIDUSERPRNIVIRTRESSHRS%CPU%MEMTIME+COMM以下通過實驗數據來說明多核情況下某一進程 cpu 使用率是按 cpu 個數*100 加算的.實驗一描述：在雙核的情況下作的一組實驗，第一組數據是通過 ps-eLopid,lwp,pcpu|grep9140 命令查看進程號為 9140 的進程中各線程的詳細信息。 第二組數據是通過 ps命令查看進程號為 9140 進程的 cpu 使

27、用率。數據一：pidlwp%cpu914091400.0914091410.0914091420.0914091430.0914091440.0914091490.0914091500.0914091510.0914091520.19140915396.69140915495.9以上除了紅色標注出來的兩個線程以外數據二：pid%cpu9140193AND7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzagjconsole7755fjzag多核情況下200251m200251m200251m200251m200251m72m22mS72m22mS72m22mS72m22mS72m22mS200251m72m22mS200251m72m22mScpu 使用率的計114.40:11.92714.40:12.1