一 通过top查看cpu各类率占用信息

如下图所示：

二 通过/proc/stat文件查看cpu信息

在linux系统中，/proc/stat文件记录了cpu活动的各类详细信息，我们可以通过这个文件来计算出cpu的利用率。值得一提的是文件中的所有值都是系统自开机时刻到当前的累计值。

首先，我们来看看/proc/stat文件里具体有什么信息：

cat /proc/stat

cpu  143981718 1653 19835190 651219576 474793 0 1795548 0 0 0
cpu0 4922748 116 634217 35211530 33025 0 1054 0 0 0
cpu1 7264010 6 724979 32772529 27436 0 87110 0 0 0
cpu2 7265280 106 1592936 31897031 33649 0 85197 0 0 0
cpu3 8825503 29 785288 31149702 27791 0 75427 0 0 0
cpu4 7864655 10 813419 32075626 28549 0 107073 0 0 0
cpu5 8649335 190 1348528 30743452 15312 0 84047 0 0 0
cpu6 6918422 12 745619 33098715 35480 0 96065 0 0 0
cpu7 6911914 2 1503204 32343557 31685 0 107606 0 0 0
cpu8 8067154 301 760417 31947748 23598 0 96948 0 0 0
cpu9 7956319 268 763990 32045354 20748 0 112129 0 0 0
cpu10 8350317 10 863553 31466332 42994 0 113779 0 0 0
cpu11 6958231 279 751582 32980023 23059 0 82738 0 0 0
cpu12 6857693 30 1383365 32437960 30222 0 102721 0 0 0
cpu13 6027713 73 896910 33822287 19033 0 89450 0 0 0
cpu14 6611466 1 787552 33365812 14534 0 100703 0 0 0
cpu15 6244280 2 2040406 32445853 20147 0 98755 0 0 0
cpu16 8117104 8 1173451 31472941 15606 0 86714 0 0 0
cpu17 7633190 104 785277 32361532 11750 0 88718 0 0 0
cpu18 6345486 2 778699 33674417 12593 0 88518 0 0 0
cpu19 6190891 95 701790 33907166 7573 0 90789 0 0 0
intr 7124054096 26 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 39 0 0 47 0 0 0 89508674 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 101 0 0 0 0 0 0 0 0 365553 45796 0 326675 306514 322983 156258 166277 168551 115525 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 203663 0 0 58842159 179417102 160744835 182006220 189160682 198394762 178230438 182873083 178224428 186110541 247087544 210543678 216684749 183073272 204699369 200669565 216376267 208119645 199156143 194237301 1283 24079457 9 1062 2227 2570 9511496 6479573 9056319 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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 7627984946
btime 1560589914
processes 18553467
procs_running 1
procs_blocked 0
softirq 5913064204 17 744470697 11078247 3780395442 47291 0 11998890 583315978 0 781757642

行参数信息：

列参数信息（以上每行cpu数字代表的含义）：

cpu 143981718 1653 19835190 651219576 474793 0 1795548 0 0 0

三 cpu占用率计算公式

需要注意的是由于/proc/stat文件中的各项值都是系统自启动以来的累计值。如果我们需要计算某时刻的cpu利用率，需要连续取2次文件的值，然后各自相减，再计算。 也就是：

cpu_total = cpu_total_2 - cpu_total_1

user = user_2 - user_1

nice = nice_2 - nice_1

idle = idle_2 - idle_1
......

top中的各类cpu利用率计算公式：

cpu_total= user + nice + system + idle + iowait + irq + softirq

us = (user + nice ) / cpu_total * 100%

sy = (systime + irq + softirq ) / cpu_total * 100%

id = idle / cpu_total * 100%

ni = nice / cpu_total * 100%

wa = iowait / cpu_total * 100%

hi = irq / cpu_total * 100%

si = softirq / cpu_total * 100%

(st 基本都是0)

一般来说，如果我们只需要粗略计算出系统总的CPU的利用率，可以只取/proc/stat文件 cpu 这一行的值就可以了。因为这个cpu是所有子核的cpu总值。

此外，

cpu usage = (1 - idle / cpu_total) * 100% (除去cpu空闲时间外的其他所有cpu使用率，也可粗略计算为cpu利用率)

或者，

cpu usage = （user + nice + system）/ cpu_total * 100%

四 代码实现

import os

# 获取cpu信息
def get_CpuInfo(ip):

    total_list = []
    idle_list = []
    
    # 连续取2次文件
    for k in range(2):
        data = []
        
        # 这里是使用ssh命令获， 去服务器上获取信息
        # grep -w cpu 只过滤含cpu字段的行，刚好也就是我们需要的那一行信息
        cpu_cmd = 'ssh -q -o StrictHostKeyChecking=no %s cat /proc/stat |grep -w cpu' % ip

        res = os.popen(cpu_cmd, ).read().split()

        if not res:
            break

        for i in res:
            try:
                if isinstance(eval(i), int):
                    data.append(i)
            except:
                continue

        # print('cpu：' + str(data))
        total_cpu_time = sum([int(i) for i in data])
        total_list.append(total_cpu_time)
        idle_list.append(int(data[3]))

    if len(total_list) == 2:
        total = total_list[1] - total_list[0]
        idle = idle_list[1] - idle_list[0]
        pcpu = str(round(100 * (total - idle) / total, 2))
    else:
        print('%s:获取cpu信息失败' % ip)
        pcpu = '-1'

    return pcpu

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

一、题目

在一个单CPU的处理机中，有P1，P3，P5三个作业，有两个IO设备IO1，IO2，并且能够实现抢先式多任务并行工作的多道程序环境中，投入运行优先级由高到低P5，P1，P3三个作业，他们使用设备的先后顺序和占用设备的时间分别为：
P1:IO2(10ms) CPU(10ms) IO1(30ms）CPU(10ms)；
P3:IO1(30ms) CPU(10ms) IO2(30ms）CPU(10ms)；
P5:CPU(20ms) IO1(30ms) CPU(10ms) IO2(15ms）

忽略其他的时间损耗，3个作业投入到全部完成的情况下。请计算IO2的设备利用率

二、解题步骤

0.分析：

由于是抢先式多任务并行环境，所以资源能抢到就占用，优先级高的会剥夺优先级低的进程持有的资源。同一设备每时刻只能被一个进程占用，

首先：三个进程并行执行，优先级高的P5抢占CPU成功，P1、P3分别抢占IO2、IO1成功；P5使用完CPU后，尝试占用IO1，发现P3在使用，但是我P5优先级高，直接抢占成功执行30ms，这30ms内P3一直阻塞。

对于P1进程使用完IO2后尝试占用CPU，发现优先级更高的进程P5正在使用，阻塞在这里，等待P5使用完后才尝试获取CPU。它获取CPU成功并使用10ms后开始尝试占用IO1，发现P5在使用IO1，于是又阻塞在这里，这里P3也阻塞在这里，而P1优先级高，所以等P5使用完后，先阻塞的P3并不是先获得IO1，而是又被P1阻塞在这里。后面执行过程类似…

P5执行一路无阻，神挡杀神，最先执行完。

1.图解：

横虚线为时间：三个进程结束时共耗时140个时间单位（ms），IO2耗时55个时间单位，CPU耗时70个时间单位，IO1耗时90个时间单位。
所以设备IO2 利用率=55÷140=0.3928
CPU利用率=70÷140=0.5
IO1利用率=90÷140=0.6428

cpu在运行线程时，需要对IO端口进行操作，这个过程包括cpu通过状态寄存器去查询IO端口的数据是否准备好，或者通过IO端口通过外部中断的方式去告诉cpu是否有数据准备好。这里还包括IO模式的五种模型，IO端口实际读写的过程中不需要cpu的参与。

原文链接：https://blog.csdn.net/canaan_cs/article/details/26516481

在一个单CPU的计算机系统中，有两台外部设备R1、R2和三个进程P1、P2、P3。系统采用可剥夺式优先级的进程调度方案，且所有进程可以并行使用I/O设备，三个进程的优先级、使用设备的先后顺序和占用设备时间如下表所示：

假设操作系统的开销忽略不计，三个进程从投入运行到全部完成，CPU的利用率约为(26)%；R2的利用率约为(27)%(设备的利用率指该设备的使用时间与进程组全部完成所占用时间的比率)。
解析：由于使用处理机和输入输出设备时采取可剥夺式多任务并行工作方式，所以在分析每个进程都需要多长时间完成时，可以采用优先级高的进程先分析的方法。高优先级的进程有优先获取资源的权利，因而最高优先级的进程P1发出申请设备的请求会立即得到响应，各设备占用时间为：
  
在P1占用设备的基础上，P2可以在剩下的进程中优先得到资源：
  
在P1、P2占用设备的基础上，P3可以在剩下的空闲时间中占用资源；
  
  从图可以看出P2在使用R1设备20ms后，要使用CPU30ms，但当其运行10ms后， P1要使用CPU，由于系统采用可剥夺方式调度，P1优先级高，所以将P2暂停，让P1先运行。同理，P3开始就使用CPU，但在运行20ms后，要让给高优先级的进程P2和 P1。P1从投入运行到完成需要80ms，而P2、P3由于等待资源，运行时间都延长为100ms。 CPU在90ms～100ms共10ms时间内没有利用，所以利用率为90/100=90%，同样计算得R2的利用率为70/100=70%，R1的利用率为60%。