linux cpu 使用率计算

Linux系统中的CPU使用率是一个重要的性能指标，它反映了系统处理器的负载情况。以下是关于Linux CPU使用率计算的基础概念、优势、类型、应用场景以及可能遇到的问题和解决方法。

基础概念

CPU使用率通常指的是在一定时间内，CPU执行非空闲任务的时间占总时间的比例。在Linux中，可以通过多种工具和方法来监控和计算CPU使用率，如top、htop、vmstat、mpstat等。

优势

实时监控：可以实时查看系统的CPU使用情况。
资源管理：帮助管理员了解系统资源分配，优化性能。
故障排查：通过CPU使用率的变化，可以定位到可能的性能瓶颈或问题。

类型

用户空间CPU使用率：应用程序在用户模式下消耗的CPU时间。
内核空间CPU使用率：操作系统内核在执行任务时消耗的CPU时间。
空闲CPU使用率：CPU未执行任何任务的时间比例。

应用场景

服务器监控：确保服务器运行在最佳状态。
应用性能分析：评估应用程序对CPU资源的消耗。
系统调优：根据CPU使用情况调整系统配置。

计算方法

Linux内核提供了/proc文件系统来获取CPU使用信息。例如，/proc/stat文件包含了各个CPU核心的使用统计信息。

以下是一个简单的bash脚本示例，用于计算系统的平均CPU使用率：

#!/bin/bash

# 获取CPU使用率的函数
get_cpu_usage() {
    local cpu_stats=$(cat /proc/stat | grep '^cpu ')
    local user=$(echo $cpu_stats | awk '{print $2}')
    local nice=$(echo $cpu_stats | awk '{print $3}')
    local system=$(echo $cpu_stats | awk '{print $4}')
    local idle=$(echo $cpu_stats | awk '{print $5}')

    local total_cpu_time=$((user + nice + system + idle))
    local idle_time=$idle

    echo "$total_cpu_time $idle_time"
}

# 获取初始CPU时间
read initial_total initial_idle < <(get_cpu_usage)

sleep 1

# 获取1秒后的CPU时间
read final_total final_idle < <(get_cpu_usage)

# 计算CPU使用率
local total_diff=$((final_total - initial_total))
local idle_diff=$((final_idle - initial_idle))

local cpu_usage=$(echo "scale=2; (1 - ($idle_diff / $total_diff)) * 100" | bc)

echo "CPU Usage: $cpu_usage%"