本教程分享有关cpu使用图文教程内容，希望对您有用

在Linux系统操作中，有时需要查看cpu的使用率，这就需要用到Linux命令了，Linux查看cpu使用率的命令主要有4个，即top、vmstat、mpstat和prstat命令，一起来了解下吧。

1.top

使用权限：所有使用者

使用方式：top ［-］ ［d delay］ ［q］ ［c］ ［S］ ［s］ ［i］ ［n］ ［b］

说明：即时显示process的动态

d ：改变显示的更新速度，或是在交谈式指令列( interactive command)按s

q ：没有任何延迟的显示速度，如果使用者是有superuser的权限，则top将会以最高的优先序执行

c ：切换显示模式，共有两种模式，一是只显示执行档的名称，另一种是显示完整的路径与名称S ：累积模式，会将己完成或消失的子行程( dead child process )的CPU time累积起来

s ：安全模式，将交谈式指令取消，避免潜在的危机

i ：不显示任何闲置(idle)或无用(zombie)的行程

n ：更新的次数，完成后将会退出top

b ：批次档模式，搭配“n”参数一起使用，可以用来将top的结果输出到档案内

范例：

显示更新十次后退出;

top -n 10

使用者将不能利用交谈式指令来对行程下命令：

top -s

将更新显示二次的结果输入到名称为top.log的档案里：

top -n 2 -b 《 top.log

另附一个命令简介linux traceroutewindows tracert两个命令相当，跟踪网络路由

2.vmstat

正如我们之前讨论的任何系统的性能比较都是基于基线的，并且监控CPU的性能就是以上3点，运行队列、CPU使用率和上下文切换。以下是一些对于CPU很普遍的性能要求：

1.对于每一个CPU来说运行队列不要超过3，例如，如果是双核CPU就不要超过6；

2.如果CPU在满负荷运行，应该符合下列分布，

a) User Time：65%～70%

b) System Time：30%～35%

c) Idle：0%～5%

3. mpstat

对于上下文切换要结合CPU使用率来看，如果CPU使用满足上述分布，大量的上下文切换也是可以接受的。

常用的监视工具有：vmstat， top，dstat和mpstat.

# vmstat 1

procs ———–memory———- —swap– —–io—- –system– —-cpu—-

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa

0 0 104300 16800 95328 72200 0 0 5 26 7 14 4 1 95 0

0 0 104300 16800 95328 72200 0 0 0 24 1021 64 1 1 98 0

0 0 104300 16800 95328 72200 0 0 0 0 1009 59 1 1 98 0

r表示运行队列的大小，

b表示由于IO等待而block的线程数量，

in表示中断的数量，

cs表示上下文切换的数量，

us表示用户CPU时间，

sys表示系统CPU时间，

wa表示由于IO等待而是CPU处于idle状态的时间，

id表示CPU处于idle状态的总时间。

dstat可以给出每一个设备产生的中断数：

# dstat -cip 1

—-total-cpu-usage—- —-interrupts— —procs—

usr sys idl wai hiq siq| 15 169 185 |run blk new

6 1 91 2 0 0| 12 0 13 | 0 0 0

1 0 99 0 0 0| 0 0 6 | 0 0 0

0 0 100 0 0 0| 18 0 2 | 0 0 0

0 0 100 0 0 0| 0 0 3 | 0 0 0

我们可以看到这里有3个设备号15，169和185.设备名和设备号的关系我们可以参考文件/proc/interrupts，这里185代表网卡eth1.

# cat /proc/interrupts

CPU0

0： 1277238713 IO-APIC-edge timer

6： 5 IO-APIC-edge floppy

7： 0 IO-APIC-edge parport0

8： 1 IO-APIC-edge rtc

9： 1 IO-APIC-level acpi

14： 6011913 IO-APIC-edge ide0

15： 15761438 IO-APIC-edge ide1

169： 26 IO-APIC-level Intel 82801BA-ICH2

185： 16785489 IO-APIC-level eth1

193： 0 IO-APIC-level uhci_hcd:usb1

mpstat可以显示每个CPU的运行状况，比如系统有4个CPU。我们可以看到：

# mpstat –P ALL 1

Linux 2.4.21-20.ELsmp (localhost.localdomain) 05/23/2006

05:17:31 PM CPU \user %nice %system %idle intr/s

05:17:32 PM all 0.00 0.00 3.19 96.53 13.27

05:17:32 PM 0 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00

05:17:32 PM 1 1.12 0.00 12.73 86.15 13.27

05:17:32 PM 2 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00

05:17:32 PM 3 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00

总结的说，CPU性能监控包含以下方面：

检查系统的运行队列，确保每一个CPU的运行队列不大于3.

确保CPU使用分布满足70/30原则(用户70%，系统30%)。

如果系统时间过长，可能是因为频繁的调度和改变优先级。

CPU Bound进程总是会被惩罚(降低优先级)而IO Bound进程总会被奖励(提高优先级)。

4.prstat命令

要显示系统上当前运行的进程和项目的各种统计信息，请使用带有-J选项的prstat命令：

%prstat -J

PID USERNAME SIZE RSS STATE PRI NICE TIME CPU PROCESS/NLWP

21634 jtd 5512K 4848K cpu0 44 0 0:00.00 0.3% prstat/1

324 root 29M 75M sleep 59 0 0:08.27 0.2% Xsun/1

15497 jtd 48M 41M sleep 49 0 0:08.26 0.1% adeptedit/1

328 root 2856K 2600K sleep 58 0 0:00.00 0.0% mibiisa/11

1979 jtd 1568K 1352K sleep 49 0 0:00.00 0.0% csh/1

1977 jtd 7256K 5512K sleep 49 0 0:00.00 0.0% dtterm/1

192 root 3680K 2856K sleep 58 0 0:00.36 0.0% automountd/5

1845 jtd 24M 22M sleep 49 0 0:00.29 0.0% dtmail/11

1009 jtd 9864K 8384K sleep 49 0 0:00.59 0.0% dtwm/8

114 root 1640K 704K sleep 58 0 0:01.16 0.0% in.routed/1

180 daemon 2704K 1944K sleep 58 0 0:00.00 0.0% statd/4

145 root 2120K 1520K sleep 58 0 0:00.00 0.0% ypbind/1

181 root 1864K 1336K sleep 51 0 0:00.00 0.0% lockd/1

173 root 2584K 2136K sleep 58 0 0:00.00 0.0% inetd/1

135 root 2960K 1424K sleep 0 0 0:00.00 0.0% keyserv/4

PROJID NPROC SIZE RSS MEMORY TIME CPU PROJECT

10 52 400M 271M 68% 0:11.45 0.4% booksite

0 35 113M 129M 32% 0:10.46 0.2% system

Total： 87 processes， 205 lwps， load averages： 0.05， 0.02， 0.02

要显示系统上当前运行的进程和任务的各种统计信息，请使用带有-T选项的prstat命令：

%prstat -T

PID USERNAME SIZE RSS STATE PRI NICE TIME CPU PROCESS/NLWP

23023 root 26M 20M sleep 59 0 0:03:18 0.6% Xsun/1

23476 jtd 51M 45M sleep 49 0 0:04:31 0.5% adeptedit/1

23432 jtd 6928K 5064K sleep 59 0 0:00:00 0.1% dtterm/1

28959 jtd 26M 18M sleep 49 0 0:00:18 0.0% .netscape.bin/1

23116 jtd 9232K 8104K sleep 59 0 0:00:27 0.0% dtwm/5

29010 jtd 5144K 4664K cpu0 59 0 0:00:00 0.0% prstat/1

200 root 3096K 1024K sleep 59 0 0:00:00 0.0% lpsched/1

161 root 2120K 1600K sleep 59 0 0:00:00 0.0% lockd/2

170 root 5888K 4248K sleep 59 0 0:03:10 0.0% automountd/3

132 root 2120K 1408K sleep 59 0 0:00:00 0.0% ypbind/1

162 daemon 2504K 1936K sleep 59 0 0:00:00 0.0% statd/2

146 root 2560K 2008K sleep 59 0 0:00:00 0.0% inetd/1

122 root 2336K 1264K sleep 59 0 0:00:00 0.0% keyserv/2

119 root 2336K 1496K sleep 59 0 0:00:02 0.0% rpcbind/1

104 root 1664K 672K sleep 59 0 0:00:03 0.0% in.rdisc/1

TASKID NPROC SIZE RSS MEMORY TIME CPU PROJECT

222 30 229M 161M 44% 0:05:54 0.6% group.staff

223 1 26M 20M 5.3% 0:03:18 0.6% group.staff

12 1 61M 33M 8.9% 0:00:31 0.0% group.staff

1 33 85M 53M 14% 0:03:33 0.0% system

Total： 65 processes， 154 lwps， load averages： 0.04， 0.05， 0.06

注–

-J和-T选项不能一起使用。

上面就是Linux下查看CPU使用率的命令介绍了，使用这些命令可以详细的看到目前cpu的使用情况，且四个命令所显示的cpu使用率的效果有点区别，需根据个人要求来选择使用。

本文转载于http://www.xitongzhijia.net/xtjc/20141205/32039_all.html，版权归原作者所有！！

文章名称：怎么使用Linux命令查看CPU使用率

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平常我们使用 top 命令来查看系统的性能情况，在 top 命令中可以看到很多不同类型的 CPU 使用率，如下图红框中标出部分：

下面，我们来介绍一下这些 CPU 使用率的意义：

• us：user time，表示 CPU 执行用户进程的时间，包括 nice 时间。通常都是希望用户空间CPU越高越好。

• sy：system time，表示 CPU 在内核运行的时间，包括 IRQ 和 softirq。系统 CPU 占用越高，表明系统某部分存在瓶颈。通常这个值越低越好。

• ni：nice time，具有优先级的用户进程执行时占用的 CPU 利用率百分比。

• id：idle time，表示系统处于空闲期，等待进程运行。

• wa：waiting time，表示 CPU 在等待 IO 操作完成所花费的时间。系统不应该花费大量的时间来等待 IO 操作，否则就说明 IO 存在瓶颈。

• hi：hard IRQ time，表示系统处理硬中断所花费的时间。

• si：soft IRQ time，表示系统处理软中断所花费的时间。

• st：steal time，被强制等待（involuntary wait）虚拟 CPU 的时间，此时 Hypervisor 在为另一个虚拟处理器服务。

当然，单靠上面的解释来理解它们的意义还是比较困难的。所以，本文主要从源码的角度来分析它们到底代表什么。

时钟中断

首先，我们要知道统计 CPU 使用情况在什么地方执行的。在分析之前，我们先来了解下 时钟中断：

时钟中断：是一种硬中断，由时间硬件（系统定时器，一种可编程硬件）产生。当 CPU 接收到时钟中断信号后，会在处理完当前指令后调用 时钟中断处理程序 来完成更新系统时间、执行周期性任务等。

可以发现，统计 CPU 使用情况是在 时钟中断处理程序 中完成的。

每个 CPU 的使用情况通过 cpu_usage_stat 结构来记录，我们来看看其定义：

struct cpu_usage_stat {
    cputime64_t user;
    cputime64_t nice;
    cputime64_t system;
    cputime64_t softirq;
    cputime64_t irq;
    cputime64_t idle;
    cputime64_t iowait;
    cputime64_t steal;
    cputime64_t guest;
};

从 cpu_usage_stat 结构的定义可以看出，其每个字段与 top 命令的 CPU 使用率类型一一对应。在内核初始化时，会为每个 CPU 创建一个 cpu_usage_stat 结构，用于统计 CPU 的使用情况。

OK，现在我们来分析下内核是怎么统计 CPU 的使用情况的。

每次执行 时钟中断处理程序 都会调用 account_process_tick 函数进行 CPU 使用情况统计，我们来分析一下 account_process_tick 函数的实现：

void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
{
    cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
    struct rq *rq = this_rq();

    // 说明：user_tick 变量标识当前是否处于执行用户应用程序

    if (user_tick) {
        // 1. 如果 CPU 在执行用户程序, 那么调用 account_user_time 进行统计
        account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
    } else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET)) {
        // 2. 如果 CPU 在执行内核代码, 那么调用 account_system_time 进行统计
        account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
                            one_jiffy_scaled);
    } else {
        // 3. 否则说明 CPU 在执行 idle 进程(也就是处于空闲状态), 那么调用 account_idle_time 进行统计
        account_idle_time(cputime_one_jiffy);
    }
}

account_process_tick 函数主要分 3 种情况进行统计，如下：

• 如果 CPU 在执行用户程序，那么调用 account_user_time 进行统计。

• 如果 CPU 在执行内核代码，那么调用 account_system_time 进行统计。

• 否则说明 CPU 在执行 idle 进程(也就是处于空闲状态)，那么调用 account_idle_time 进行统计。

CPU 使用情况统计

下面我们分别对这 3 种统计进行分析。

1. 统计用户程序执行时间

统计用户程序的执行时间是通过 account_user_time 函数来完成的，我们来看看其实现：

void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
                       cputime_t cputime_scaled)
{
    // 获取 CPU 的统计结构（每个CPU一个 cpu_usage_stat 结构）
    struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat; 
    cputime64_t tmp;
    ...

    // 分 2 种情况统计 CPU 的使用情况
    // 1. 如果进程的 nice 值大于0, 那么将会统计到 nice 字段中
    // 2. 如果进程的 nice 值小于等于0, 那么将会统计到 user 字段中
    if (TASK_NICE(p) > 0)
        cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
    else
        cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
    ...
}

account_user_time 函数主要分两种情况统计：

• 如果进程的 nice 值大于0，那么将会增加到 CPU 统计结构的 nice 字段中。

• 如果进程的 nice 值小于等于0，那么增加到 CPU 统计结构的 user 字段中。

这里说明一下进程 nice 值的作用，nice 值越大，说明进程的优先级越低。所以，nice 统计值主要用来统计低优先级进程的占使用 CPU 的情况。也说明了，user 和 nice 统计值都属于执行用户程序的 CPU 时间。

2. 统计内核代码执行时间

如果在发生时钟中断前，CPU 处于内核态，也就是说在执行内核代码。那么将会调用 account_system_time 函数进行统计，account_system_time 函数实现如下：

void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
                         cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
{
    // 获取 CPU 的统计结构（每个CPU一个 cpu_usage_stat 结构）
    struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
    cputime64_t tmp;
    ...

    // 主要分 3 种情况进行统计
    // 1. 如果当前处于硬中断执行上下文, 那么统计到 irq 字段中
    // 2. 如果当前处于软中断执行上下文, 那么统计到 softirq 字段中
    // 3. 否则统计到 system 字段中
    if (hardirq_count() - hardirq_offset)
        cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
    else if (softirq_count())
        cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
    else
        cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
    ...
}

account_system_time 函数主要分 3 种情况进行统计：

• 如果当前处于硬中断执行上下文，那么增加到 CPU 统计结构的 irq 字段中。

• 如果当前处于软中断执行上下文，那么增加到 CPU 统计结构的 softirq 字段中。

• 否则增加到 CPU 统计结构的 system 字段中。

从上面代码可以看出，irq 和 softirq 统计值也算是内核代码执行时间。

3. idle 进程执行时间统计

当系统中没有可运行的进程时，将会执行 idle 进程。也就是说，当系统执行 idle 进程时，表示系统正处于空闲状态。

idle 进程执行时间统计由 account_idle_time 函数完成，其实现如下：

void account_idle_time(cputime_t cputime)
{
    struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
    cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
    struct rq *rq = this_rq();

    // 分 2 种情况统计 CPU 的使用情况
    // 1. 如果系统有进程正在等待 I/O 操作完成, 那么将统计到 iowait 字段中
    // 2. 否则将统计到 idle 字段中
    if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
        cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
    else
        cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
}

account_idle_time 函数也分两种情况进行统计：

• 如果系统中有正在等待 I/O 操作完成的进程，那么增加到 CPU 统计结构的 iowait 字段中。

• 否则增加到 CPU 统计结构的 idle 字段中。

从上面的分析可以看出，iowait 统计值也属于空闲时间的一种。

top 命令的 CPU 使用率

通过源码分析，我们知道 top 命令中 CPU 使用率各种类型的意思，现在我们来介绍一下 top 命令是怎么计算各种类型的 CPU 使用率。

要获取各个 CPU 的使用情况信息，可以通过读取 /proc/stat 文件获取，如下：

[vagrant@localhost ~]$ cat /proc/stat
cpu  245 10 1142 1097923 95 0 28 0 0 0
cpu0 245 10 1142 1097923 95 0 28 0 0 0
...

上面的结果显示了 CPU 的使用情况信息，第一行代表所有 CPU 的总和，而第二行开始表示每个 CPU 核心的使用情况信息。因为我的电脑只有一个核，所以只有一条数据。

下面说说这些数据的意义，从第一个数值开始分别代表：user ，nice，system，idle，iowait， irq，softirq，steal。

所以，top 命令的 CPU 使用率计算公式如下：

CPU总时间 = user + nice + system + idle + wait + irq + softirq + steal
%us = user / CPU总时间
%ni = nice / CPU总时间
%sy = system / CPU总时间
%id = idel / CPU总时间
%wa = wait / CPU总时间
%hi = irq / CPU总时间
%si = softirq / CPU总时间
%st = steal / CPU总时间

嗯，看起来还是挺简单的。

总结

本文主要分析了 top 命令中的 CPU 使用率的意义和实现原理，希望通过本文，能够帮助大家对 top 命令有更深的认识。