Linux环境获取系统性能数据

文章目录

1. 1. CPU利用率
2. 2. 进程CPU利用率
3. 3. 内存利用率
4. 4. 系统load
5. 5. 网卡流量信息
6. 6. 磁盘（文件系统）空间信息
7. 7. 磁盘读写信息

CPU利用率

/proc/stat文件里包含系统cpu使用情况，2-8列对应的CPU消耗含义是用户态消耗(user)、用户态nice消耗(nice)、内 核态消耗(sys)、空闲时间(idle)、等待IO消耗(iowait)、硬件中断消耗(hardirq)、软中断消耗(softirq)。（man proc）

$ cat /proc/stat
cpu  2339504870 2641995 716723851 70316975284 7219566 328971 304057999 0 0
cpu0 211214357 275710 57674236 2778331292 3688175 10421 12279511 0 0
cpu1 140100049 278788 47142039 2857686940 180452 32028 14960093 0 0
...

要计算t1~t2时间内系统的cpu利用率，需要在t1、t2时刻分别采集cpu使用信息

t1_all = t1(user + nice + sys + idle + iowait + hardirq + sortirq)
t1_used = t1(user + nice + sys + iowait + hardirq + sortirq)
t2_all = t2(user + nice + sys + idle + iowait + hardirq + sortirqt2_used = t2(user + nice + sys + iowait + hardirq + sortirq)cpu_usage = (t2_used - t1_used) / (t2_all - t1_all)
t2_used = t2(user + nice + sys + iowait + hardirq + sortirq)

cpu_usage = (t2_used - t1_used) / (t2_all - t1_all)

进程CPU利用率

/proc/$pid/stat文件里包含某个进程的cpu使用信息，14、15、16、17列对应进程用户态消耗(user)、内核态消耗(sys)、用户态等待子进程的消耗(user_child)、内核态等待子进程的消耗(sys_child)。

$cat /proc/24076/stat
24076 (redis-server) S 1 24076 24076 0 -1 4202560 5755 147 0 0 1864 3298 0 0 20 0 3 0 70238536 159555584 5145 18446744073709551615 1 1 0 0 0 0 0 4097 17610 18446744073709551615 0 0 17 4 0 0 0 0 0

t1、t2时刻分别采集/proc/stat、/proc/$pid/stat，获取总的cpu消耗，以及进程的cpu消耗

t1_all = t1(user + nice + sys + idle + iowait + hardirq + sortirq)
t1_pid = t1(user + sys + user_child + sys_child)
t2_all = t2(user + nice + sys + idle + iowait + hardirq + sortirq)
t2_pid = t2(user + sys + user_child + sys_child)

pid_cpu_usage = (t2_pid - t1_pid) / (t2_all - t1_all)

内存利用率

/proc/meminfo文件里包含系统内存使用信息

$ cat /proc/meminfo
MemTotal:       198450624 kB
MemFree:        184950332 kB

mem_usage = 1 - MemFree / MemTotal

系统load

/proc/uptime的前3列包含了最近1min、5min、15min系统的平均load（正在运行或等待IO的进程数，进程state为R或D）

$cat /proc/loadavg
0.02 0.09 0.08 1/2362 855

网卡流量信息

/proc/net/dev包含所有网卡的流量信息，第1、2、10、11列分别代表网卡当前接受字节数（recv_bytes）、接受包个数(recv_packets)、发送字节数(send_bytes)、发送个数(send_packets)。

$cat /proc/net/devInter-|   Receive                                                |  Transmit
Inter-|
 face |bytes    packets errs drop fifo frame compressed multicast|bytes    packets errs drop fifo colls     carrier compressed lo:25047448261 37947893    0    0    0     0          0         0 25047448261 37947893    0    0    0     0       0          0 eth0:2566932970457 7620547348    0    0    2     0          0     62732 728662220296 6145797287    0    0    0     0       0          0 eth1:2023304550582 7268848253    0    0    0     0          0     77924 742443231982 6129090809    0    0    0     0       0          0
 lo:25047448261
 eth0:2566932970457
 eth1:2023304550582

t1~t2时间内的平均流量为

avg_recv_bytes = (t2_recv_bytes - t1_recv_bytes) / (t2 - t1)
avg_send_bytes = (t2_send_bytes - t1_send_bytes) / (t2 - t1)

磁盘（文件系统）空间信息

通过statfs系统调用可获取当前文件系统的空间占用情况

struct statfs {
    long    f_type;     /* type of file system (see below) */
    long    f_bsize;    /* optimal transfer block size */
    long    f_blocks;   /* total data blocks in file system */
    long    f_bfree;    /* free blocks in fs */
    long    f_bavail;   /* free blocks avail to non-superuser */
    ...
};

disk_usage = 1 - f_bfree / f_blocks

磁盘读写信息

/proc/diskstats包含磁盘的IO信息，第4-9列分别为当前磁盘读次数(read)，磁盘读扇区数(read_sec)、磁盘读毫秒数(read_ms)、磁盘写次数(write)、磁盘写扇区数(write_sec)、磁盘写毫秒数(write_ms)。

$cat /proc/diskstats
8       4 sda4 3 0 12 8 0 0 0 0 0 8 8
8       5 sda5 87928 55284 2842138 17349 1230958 7932106 73380432 4931382 0 503343 4947504
8      16 sdb 393 35 3418 37 17 2 152 0 0 37 37
8      32 sdc 788 114 10690 10132 14550036 226568635 1929026928 623148463 0 4917530 623154797

t1~t2时间内磁盘平均读写次数、扇区数、IO利用率计算如下

avg_read = (t2_read - t1_read) / (t2 - t1)
avg_read_sec = (t2_read_sec - t1_read_sec) / (t2 - t1)
avg_write = (t2_write - t1_write) / (t2 - t1)
avg_write_sec = (t2_write_sec - t1_write_sec) / (t2 - t1)
io_util = (t2_read_ms + t2_write_ms - t1_read_ms - t1_write_ms) / (t2 - t1) (t1~t2时间段内IO

来源