【Linux】【操作】Linux操作集锦系列之七——Linux环境下如何查看CPU使用情况（利用率等）

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Linux环境下如何查看CPU使用情况（利用率等）

- top系列
- - 简介
  - 命令格式
  - 输出的字段
  - 实例
  - top的变体
- mpstat
- - 简介
  - 安装
  - 命令格式
  - 实例
- /proc/stat
- - 简介
  - 字段说明
- vmstat
- - 简介
  - 命令格式
  - 字段说明
  - 实例
- sar
- - 用法
  - 实例
- pidstat
- - 简介
  - 命令格式
  - 实例
- iostat
- - iostat数据来源
  - iostat报告类型
  - 命令格式

top系列

简介

top命令可实时监控系统的任务和资源使用情况，涉及CPU和内存占用情况。
在top界面中，CPU占用率会显示在顶部的几行中。
top的数据来源于/proc/stat。

命令格式

查看系统负载

top

– 该命令将展示系统当前的进程列表，以及每个进程的 CPU 占用率、内存占用率、运行时间等信息。在命令行界面，可以使用方向键上下移动当前进程，使用数字键1切换到CPU占用率的排序模式，使用数字键2切换到内存占用率的排序模式。

查看某个进程的详情

top -p <pid>

– 该命令将展示某个进程的详细信息，包括进程的 CPU 占用率、内存占用率、线程等信息。

查看某个用户的进程列表

top -U <username>

– 该命令将展示某个用户的进程列表，以及每个进程的 CPU 占用率、内存占用率、运行时间等信息。

查看进程列表时只显示某些进程

top -pid <pid1>,<pid2>,...

输出的字段

第三行显示以下中央处理单元(CPU) 值：

us： CPU 为“用户空间”中的人执行进程所花费的时间。
sy：运行系统“内核空间”进程所花费的时间。
ni：使用手动设置的 nice值执行进程所花费的时间。
id： CPU 空闲时间量。
wa： CPU 等待 I/O 完成所花费的时间。
hi：服务硬件中断所花费的时间。
si：服务软件中断所花费的时间。
st：由于运行虚拟机而损失的时间（“窃取时间”）。

在这里插入图片描述

实例

在这里插入图片描述

top的变体

htop 是 top 的一个增强替代品，提供了更加友好的用户界面和更多的功能。与 top 相比，htop 默认以颜色区分不同的信息，并且支持水平滚动查看更多的进程信息。htop 还允许用户使用方向键来选择进程，并可以直接发送信号给进程（如 SIGKILL）。htop 支持多种视图和配置选项，使得用户可以根据自己的喜好定制显示的内容。
btop是一个在Linux下运行的交互式系统资源监视器。它以文本界面的形式显示系统的各种指标，如CPU使用率、内存占用、磁盘使用情况、网络流量等。界面非常酷炫。

mpstat

简介

mpstat是Multiprocessor Statistics的缩写，是实时系统监控工具。其报告与CPU的一些统计信息，这些信息存放在/proc/stat文件中。在多CPUs系统里，其不但能查看所有CPU的平均状况信息，而且能够查看特定CPU的信息（主要是CPU利用率）。mpstat最大的特点是：可以查看多核心cpu中每个计算核心的统计数据；而类似工具vmstat只能查看系统整体cpu情况。
该工具是 sysstat 包的一部分，sysstat 是一个收集、报告系统活动信息的软件包，包括 CPU、内存、I/O、网络等使用情况。

安装

需要安装sysstat包。

sudo yum install sysstat
sudo apt install sysstat

命令格式

mpstat -P ALL <interval> <count> #通用格式
mpstat #处理器、CPU统计
mpstat -P ALL #获取所有CPU的利用率
mpstat  -P ALL 2 #每隔2s获取所有CPU的利用率
mpstat 1 5 #每隔1s获取一次CPU利用率，共计5次
mpstat -P 0 #获取某个CPU的利用率
mpstat -A #获取该工具可获得的所有信息
mpstat -h #mpstat帮助
mpstat -V #mpstat版本信息

实例

mpstat  -P ALL 2

19:43:58     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
19:43:59     all    0.00    0.00    0.04    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.96
19:43:59       0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
19:43:59       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
.......
19:43:59      13    0.99    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.01
19:43:59      14    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
19:43:59      15    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

在这里插入图片描述

/proc/stat

简介

在Linux系统中，可以用/proc/stat文件来计算cpu的利用率。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。

字段说明

CPU总时间

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

其中：

user：从系统启动开始累计到当前时刻，用户态的CPU时间，不包含nice值为负进程；
nice：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；
system：从系统启动开始累计到当前时刻，核心时间；
idle：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；
iowait：从系统启动开始累计到当前时刻，硬盘IO等待时间；
irq ：从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间；
softirq：从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间；

vmstat

简介

vmstat对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动、I/O等系统整体运行状态进行监控。

命令格式

vmstat [options] [delay [count]]
vmstat [参数]

Usage:
 vmstat [options] [delay [count]]

Options:
 -a, --active           active/inactive memory
 -f, --forks            number of forks since boot
 -m, --slabs            slabinfo
 -n, --one-header       do not redisplay header
 -s, --stats            event counter statistics
 -d, --disk             disk statistics
 -D, --disk-sum         summarize disk statistics
 -p, --partition <dev>  partition specific statistics
 -S, --unit <char>      define display unit
 -w, --wide             wide output
 -t, --timestamp        show timestamp

 -h, --help     display this help and exit
 -V, --version  output version information and exit

字段说明

procs列表示进程相关信息，包括r和b两列，其中r表示运行中的进程数量，b表示等待IO的进程数量；
memory列显示的是内存的相关信息，包含swpd、free、buff、cache等列，swap表示使用的虚拟内存的大小，free表示可用内存的大小，buff表示用作缓冲区的内存大小，cache表示用作缓存的内存大小。这些信息可以使用free命令查看。
swap列表示系统的交换空间，包含si和so列，si表示每秒从磁盘写入交换空间的数据量，单位为KB，so表示每秒从交换空间读取数据的大小，单位为KB；
io列表示输入输出信息，bi表示每秒读取块设备的数量，bo表示每秒写入块设备的数量；
system列表示系统信息。In表示每秒的中断数量，cs表示系统上下文的切换数量，单位为秒。
cpu列表示系统CPU活动的相关信息；
us表示用户程序使用CPU的百分比；
sy表示系统程序占用CPU的时间百分比；
id表示CPU空闲时间的百分比；
wa表示等待IO操作完成的时间百分比；
st表示控制器虚拟化的时间百分比；

实例

 vmstat 1 #每间隔1秒统计一次；
 vmstat 1 #每间隔1秒统计一次，共计5次；

sar

sar（System Activity Reporter 系统活动情况报告）是Linux 的系统性能分析工具之一，可以从多方面对系统的活动进行报告，包括：文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘 I/O、CPU 效率、内存使用状况、进程活动，也需要安装sysstat包。

用法

格式

sar [参数] [时间间隔] [次数]

常用参数

-u：输出CPU使用情况的统计信息
-q：输出进程队列长度和平均负载状态统计信息
-B：输出内存页面的统计信息
-r：输出内存和交换空间的统计信息
-W：输出系统交换的统计信息
-d：输出每一个块设备的活动信息
-b：显示I/O和传送速率的统计信息
-f filename：从filename读取数据信息
-s hh:mm:ss：指定输出统计数据的起始时间
-e hh:mm:ss：指定输出统计数据的截止时间，默认为18:00:00
-o filename：将输出信息保存到文件filename

实例

sar -u 1 #统计cpu的使用率，每1秒取一次值

各字段含义如下：

CPU：all 表示统计信息为所有 CPU 的平均值。
%user：显示在用户级别(application)运行使用 CPU 总时间的百分比
%nice：显示在用户级别，用于nice操作，所占用 CPU 总时间的百分比
%system：在核心级别(kernel)运行所使用 CPU 总时间的百分比
%iowait：显示用于等待I/O操作占用 CPU 总时间的百分比
若 %iowait 的值过高，表示硬盘存在I/O瓶颈
%steal：管理程序(hypervisor)为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟 CPU 的百分比
%idle：显示 CPU 空闲时间占用 CPU 总时间的百分比
1）若%idle的值高但系统响应慢时，有可能是 CPU 等待分配内存，此时应加大内存容量
2）若%idle的值持续低于1，则系统的 CPU 处理能力相对较低，表明系统中最需要解决的资源是 CPU

pidstat

简介

pidstat是一个用于实时监控Linux系统中单个或多个进程的资源占用情况的命令行工具。它可以显示CPU、内存、磁盘I/O等资源的使用情况，帮助系统管理员快速定位性能瓶颈。要使用pidstat命令，也需要安装sysstat软件包。

命令格式

使用pidstat时，最基本的命令格式如下

pidstat [options] interval [count]

其中，interval表示采样间隔时间（秒），count表示采样的次数。如果不指定count，则默认持续监控。

各种选项：

-u: 显示CPU使用率
-r: 显示内存使用情况
-d: 显示磁盘I/O统计信息
-p: 指定要监控的进程ID
-w: 显示上下文切换次数
-t: 显示线程级别的统计信息

实例

pidstat 1 #每秒显示每个进程的CPU使用率。
pidstat -u -p 1234 1 #监控进程ID为1234的CPU使用情况，每秒输出一次进程1234的CPU使用率。输出内容通常包括用户态时间（usr）、系统态时间（sys）、等待时间（wait）等信息。
pidstat -u -p 1234,5678 1 #可以同时监控多个进程
watch -n 1 pidstat -u -p 1234 #与watch命令配合使用

iostat

要使用iostat命令，首先需要安装sysstat软件包。

iostat数据来源

Iostat使用以下文件生成报告。

/proc/stat包含系统统计信息。
/proc/uptime包含系统正常运行时间。
/proc/partitions包含磁盘统计信息。
/proc/diskstats包含磁盘统计信息。
/sys包含块设备的统计信息。
/proc/self/mountstats包含网络文件系统的统计信息。

iostat报告类型

iostat命令会创建三种类型的报告：

CPU利用率报表
设备利用率报表
网络文件系统报告

命令格式

-c选项可以显示CPU利用率的报告。

$ iostat -c
Linux 5.10.16.3-microsoft-standard-WSL2 (DESKTOP-qxhgd)       02/21/23        _x86_64_        (8 CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.01    0.00    0.10    0.01    0.00   99.88