Linux下cpustat如何安裝和使用

cpustat 是 Linux下用Go編寫(xiě)的系統(tǒng)性能測(cè)量程序，它通過(guò)使用 “用于分析任意系統(tǒng)的性能的方法（USE）”，以有效的方式顯示 CPU 利用率和飽和度。

它高頻率對(duì)系統(tǒng)中運(yùn)行的每個(gè)進(jìn)程進(jìn)行取樣，然后以較低的頻率匯總這些樣本。例如，它能夠每 200ms 測(cè)量一次每個(gè)進(jìn)程，然后每 5 秒?yún)R總這些樣本，包括某些度量的最小/平均/最大值（min/avg/max）。

如何在 Linux 中安裝 cpustat

為了使用 cpustat，你的 Linux 系統(tǒng)中必須安裝有 Go 語(yǔ)言（GoLang），如果你還沒(méi)有安裝它，點(diǎn)擊下面的鏈接逐步安裝 GoLang：

• 在 Linux 下安裝 GoLang（Go 編程語(yǔ)言）

安裝完 Go 以后，輸入下面的 go get 命令安裝 cpustat，這個(gè)命令會(huì)將 cpustat 二進(jìn)制文件安裝到你的 GOBIN 變量（所指的路徑）：

# go get github.com/uber-common/cpustat

如何在 Linux 中使用 cpustat

安裝過(guò)程完成后，如果你不是以 root 用戶控制系統(tǒng)，像下面這樣使用 sudo 命令獲取 root 權(quán)限運(yùn)行 cpustat，否則會(huì)出現(xiàn)下面顯示的錯(cuò)誤信息：

$ $GOBIN/cpustat
This program uses the netlink taskstats interface, so it must be run as root.

注意：想要像你系統(tǒng)中已經(jīng)安裝的其它 Go 程序那樣運(yùn)行 cpustat，你需要把 GOBIN 變量添加到 PATH 環(huán)境變量。打開(kāi)下面的鏈接學(xué)習(xí)如何在 Linux 中設(shè)置 PATH 變量。

cpustat 是這樣工作的：在每個(gè)時(shí)間間隔查詢 /proc 目錄獲取當(dāng)前進(jìn)程 ID 列表，然后：

1. 對(duì)于每個(gè) PID，讀取 /proc/pid/stat，然后計(jì)算和前一個(gè)樣本的差別。
2. 如果是一個(gè)新的 PID，讀取 /proc/pid/cmdline。
3. 對(duì)于每個(gè) PID，發(fā)送 netlink 消息獲取 taskstat，計(jì)算和前一個(gè)樣本的差別。
4. 讀取 /proc/stat 獲取總的系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)信息。

根據(jù)獲取所有這些統(tǒng)計(jì)信息所花費(fèi)的時(shí)間，會(huì)調(diào)整每個(gè)休息間隔。另外，通過(guò)每次取樣之間實(shí)際經(jīng)過(guò)的時(shí)間，每個(gè)樣本也會(huì)記錄它用于測(cè)量的時(shí)間。這可用于計(jì)算 cpustat 自身的延遲。

當(dāng)不帶任何參數(shù)運(yùn)行時(shí)，cpustat 默認(rèn)會(huì)顯示以下信息：樣本間隔：200ms；匯總間隔：2s（10 個(gè)樣本）；顯示前 10 個(gè)進(jìn)程；用戶過(guò)濾器：all；pid 過(guò)濾器：all。正如下面截圖所示：

$ sudo $GOBIN/cpustat

cpustat – 監(jiān)控 Linux CPU 使用

在上面的輸出中，之前顯示的系統(tǒng)范圍的度量字段意義如下：

1. usr – 用戶模式運(yùn)行時(shí)間占 CPU 百分比的 min/avg/max 值。
2. sys – 系統(tǒng)模式運(yùn)行時(shí)間占 CPU 百分比的 min/avg/max 值。
3. nice – 用戶模式低優(yōu)先級(jí)運(yùn)行時(shí)間占 CPU 百分比的 min/avg/max 值。
4. idle – 用戶模式空閑時(shí)間占 CPU 百分比的 min/avg/max 值。
5. iowait – 等待磁盤(pán) IO 的 min/avg/max 延遲時(shí)間。
6. prun – 處于可運(yùn)行狀態(tài)的 min/avg/max 進(jìn)程數(shù)量（同“平均負(fù)載”一樣）。
7. pblock – 被磁盤(pán) IO 阻塞的 min/avg/max 進(jìn)程數(shù)量。
8. pstat – 在本次匯總間隔里啟動(dòng)的進(jìn)程/線程數(shù)目。

同樣還是上面的輸出，對(duì)于一個(gè)進(jìn)程，不同列的意思分別是：

1. name – 從 /proc/pid/stat 或 /proc/pid/cmdline 獲取的進(jìn)程名稱。
2. pid – 進(jìn)程 ID，也被用作 “tgid” （線程組 ID）。
3. min – 該 pid 的用戶模式+系統(tǒng)模式時(shí)間的最小樣本，取自 /proc/pid/stat。比率是 CPU 的百分比。
4. max – 該 pid 的用戶模式+系統(tǒng)模式時(shí)間的最大樣本，取自 /proc/pid/stat。
5. usr – 在匯總期間該 pid 的平均用戶模式運(yùn)行時(shí)間，取自 /proc/pid/stat。
6. sys – 在匯總期間該 pid 的平均系統(tǒng)模式運(yùn)行時(shí)間，取自 /proc/pid/stat。
7. nice – 表示該進(jìn)程的當(dāng)前 “nice” 值，取自 /proc/pid/stat。值越高表示越好（nicer）。
8. runq – 進(jìn)程和它所有線程可運(yùn)行但等待運(yùn)行的時(shí)間，通過(guò) netlink 取自 taskstats。比率是 CPU 的百分比。
9. iow – 進(jìn)程和它所有線程被磁盤(pán) IO 阻塞的時(shí)間，通過(guò) netlink 取自 taskstats。比率是 CPU 的百分比，對(duì)整個(gè)匯總間隔平均。
10. swap – 進(jìn)程和它所有線程等待被換入（swap in）的時(shí)間，通過(guò) netlink 取自 taskstats。Scale 是 CPU 的百分比，對(duì)整個(gè)匯總間隔平均。
11. vcx 和 icx – 在匯總間隔期間進(jìn)程和它的所有線程自動(dòng)上下文切換總的次數(shù)，通過(guò) netlink 取自 taskstats。
12. rss – 從 /proc/pid/stat 獲取的當(dāng)前 RSS 值。它是指該進(jìn)程正在使用的內(nèi)存數(shù)量。
13. ctime – 在匯總間隔期間等待子進(jìn)程退出的用戶模式+系統(tǒng)模式 CPU 時(shí)間總和，取自 /proc/pid/stat。 注意長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的子進(jìn)程可能導(dǎo)致混淆這個(gè)值，因?yàn)橹挥性谧舆M(jìn)程退出后才會(huì)報(bào)告時(shí)間。但是，這對(duì)于計(jì)算高頻 cron 任務(wù)以及 CPU 時(shí)間經(jīng)常被多個(gè)子進(jìn)程使用的健康檢查非常有幫助。
14. thrd – 匯總間隔最后線程的數(shù)目，取自 /proc/pid/stat。
15. sam – 在這個(gè)匯總間隔期間該進(jìn)程的樣本數(shù)目。最近啟動(dòng)或退出的進(jìn)程可能看起來(lái)比匯總間隔的樣本數(shù)目少。

下面的命令顯示了系統(tǒng)中運(yùn)行的前 10 個(gè) root 用戶進(jìn)程：

$ sudo $GOBIN/cpustat -u root

查找 root 用戶正在運(yùn)行的進(jìn)程

要想用更好看的終端模式顯示輸出，像下面這樣用 -t 選項(xiàng)：

$ sudo $GOBIN/cpustat -u root -t

root 用戶正在運(yùn)行的進(jìn)程

要查看前 x 個(gè)進(jìn)程（默認(rèn)是 10），你可以使用 -n 選項(xiàng)，下面的命令顯示了系統(tǒng)中 正在運(yùn)行的前 20 個(gè)進(jìn)程：

$ sudo $GOBIN/cpustat -n 20

你也可以像下面這樣使用 -cpuprofile 選項(xiàng)將 CPU 信息寫(xiě)到文件，然后用 cat 命令查看文件：

$ sudo $GOBIN/cpustat -cpuprofile cpuprof.txt
$ cat cpuprof.txt

要顯示幫助信息，像下面這樣使用 -h 選項(xiàng)：

$ sudo $GOBIN/cpustat -h