如何用C在Linux中通过PID计算进程的CPU使用率？

我想以编程方式[在C中]为Linux中给定的进程ID计算CPU使用率％。

如何获得给定进程的实时CPU使用率百分比？

为了进一步说明：

• 我应该能够确定所提供的processid或进程的CPU使用率。
• 该进程不必是子进程。
• 我想要“ C”语言的解决方案。

您需要从中解析出数据/proc/<PID>/stat。这些是前几个字段（来自Documentation/filesystems/proc.txt内核源代码）：

Table 1-3: Contents of the stat files (as of 2.6.22-rc3)
..............................................................................
 Field          Content
  pid           process id
  tcomm         filename of the executable
  state         state (R is running, S is sleeping, D is sleeping in an
                uninterruptible wait, Z is zombie, T is traced or stopped)
  ppid          process id of the parent process
  pgrp          pgrp of the process
  sid           session id
  tty_nr        tty the process uses
  tty_pgrp      pgrp of the tty
  flags         task flags
  min_flt       number of minor faults
  cmin_flt      number of minor faults with child's
  maj_flt       number of major faults
  cmaj_flt      number of major faults with child's
  utime         user mode jiffies
  stime         kernel mode jiffies
  cutime        user mode jiffies with child's
  cstime        kernel mode jiffies with child's

您可能在utime和和之后stime。您还需要从中读取cpu行/proc/stat，如下所示：

cpu  192369 7119 480152 122044337 14142 9937 26747 0 0

这将告诉您已在各种类别中以累计量为单位使用的累计CPU时间。您需要对这条线上的值求和才能得到time_total度量。

同时读取utime并stime进行过程中，你有兴趣，并阅读time_total来自/proc/stat。然后睡一秒钟左右，然后再次阅读它们。现在，您可以使用以下命令计算采样时间内该进程的CPU使用率：

user_util = 100 * (utime_after - utime_before) / (time_total_after - time_total_before);
sys_util = 100 * (stime_after - stime_before) / (time_total_after - time_total_before);

合理？

getrusage（）可以帮助您确定当前进程或其子进程的使用情况

更新： 我不记得一个API。但是所有详细信息都将在/ proc / PID / stat中，因此，如果我们可以解析它，则可以得到百分比。

编辑： 由于CPU％不能直接计算，因此您可以在此处使用采样类型的东西。在某个时间点读取PID的ctime和utime，并在1秒后再次读取相同的值。找出差异并除以一百。您将在过去一秒钟内获得该过程的利用率。

（如果有很多处理器，可能会变得更加复杂）

对于像我这样的初学者来说，简单易行：

1. 阅读的第一行/proc/stat以获取total_cpu_usage1。

    sscanf(line,"%*s %llu %llu %llu %llu",&user,&nice,&system,&idle);
    total_cpu_usage1 = user + nice + system + idle;

2. 读取要了解CPU使用情况的进程的PID，在/proc/pid/stat哪里pid，如下所示：

    sscanf(line,
    "%*d %*s %*c %*d" //pid,command,state,ppid

    "%*d %*d %*d %*d %*u %*lu %*lu %*lu %*lu"

    "%lu %lu" //usertime,systemtime

    "%*ld %*ld %*ld %*ld %*ld %*ld %*llu"

    "%*lu", //virtual memory size in bytes
    ....)

3. 现在总结usertime和systemtime和GETproc_times1
4. 现在等待1秒或更长时间
5. 做一遍，并得到total_cpu_usage2和proc_times2

公式为：

(number of processors) * (proc_times2 - proc_times1) * 100 / (float) (total_cpu_usage2 - total_cpu_usage1)

您可以从获得CPU的数量/proc/cpuinfo。

我写了两个基于cafs答案的小C函​​数来计算进程的用户+内核cpu使用量：https : //github.com/fho/code_snippets/blob/master/c/getusage.c

您可以阅读proc的联机帮助页获取更多详细信息，但总而言之，您可以阅读/ proc / [number] / stat以获取有关进程的信息。“ ps”命令也使用此命令。

所有字段及其scanf格式说明符均记录在proc manpag中。

以下是复制的联机帮助页中的一些信息（很长）：

          pid %d The process ID.

          comm %s
                 The  filename of the executable, in parentheses.  This is
                 visible whether or not the executable is swapped out.

          state %c
                 One character from the string "RSDZTW" where  R  is  runâ
                 ning,  S is sleeping in an interruptible wait, D is waitâ
                 ing in uninterruptible disk sleep,  Z  is  zombie,  T  is
                 traced or stopped (on a signal), and W is paging.

          ppid %d
                 The PID of the parent.

          pgrp %d
                 The process group ID of the process.

          session %d
                 The session ID of the process.

          tty_nr %d
                 The tty the process uses.

          tpgid %d
                 The  process group ID of the process which currently owns
                 the tty that the process is connected to.

看一下“ pidstat”命令，听起来完全符合您的要求。

这是我的解决方案...

/*
this program is looking for CPU,Memory,Procs also u can look glibtop header there was a lot of usefull function have fun..
systeminfo.c
*/
#include <stdio.h>
#include <glibtop.h>
#include <glibtop/cpu.h>
#include <glibtop/mem.h>
#include <glibtop/proclist.h>



int main(){

glibtop_init();

glibtop_cpu cpu;
glibtop_mem memory;
glibtop_proclist proclist;

glibtop_get_cpu (&cpu);
glibtop_get_mem(&memory);


printf("CPU TYPE INFORMATIONS \n\n"
"Cpu Total : %ld \n"
"Cpu User : %ld \n"
"Cpu Nice : %ld \n"
"Cpu Sys : %ld \n"
"Cpu Idle : %ld \n"
"Cpu Frequences : %ld \n",
(unsigned long)cpu.total,
(unsigned long)cpu.user,
(unsigned long)cpu.nice,
(unsigned long)cpu.sys,
(unsigned long)cpu.idle,
(unsigned long)cpu.frequency);

printf("\nMEMORY USING\n\n"
"Memory Total : %ld MB\n"
"Memory Used : %ld MB\n"
"Memory Free : %ld MB\n"
"Memory Buffered : %ld MB\n"
"Memory Cached : %ld MB\n"
"Memory user : %ld MB\n"
"Memory Locked : %ld MB\n",
(unsigned long)memory.total/(1024*1024),
(unsigned long)memory.used/(1024*1024),
(unsigned long)memory.free/(1024*1024),
(unsigned long)memory.shared/(1024*1024),
(unsigned long)memory.buffer/(1024*1024),
(unsigned long)memory.cached/(1024*1024),
(unsigned long)memory.user/(1024*1024),
(unsigned long)memory.locked/(1024*1024));

int which,arg;
glibtop_get_proclist(&proclist,which,arg);
printf("%ld\n%ld\n%ld\n",
(unsigned long)proclist.number,
(unsigned long)proclist.total,
(unsigned long)proclist.size);
return 0;
}

makefile is
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g
CLIBS=-lgtop-2.0 -lgtop_sysdeps-2.0 -lgtop_common-2.0

cpuinfo:cpu.c
$(CC) $(CFLAGS) systeminfo.c -o systeminfo $(CLIBS)
clean:
rm -f systeminfo

当您想要监视指定的进程时，通常是通过脚本来完成的。这是perl的示例。这样将百分比与top相同，将其缩放到一个CPU。然后，当某个进程正在使用2个线程工作时，CPU使用率可能超过100％。特别看看cpu核心是如何计算的：D然后让我展示我的示例：

#!/usr/bin/perl

my $pid=1234; #insert here monitored process PID

#returns current process time counters or single undef if unavailable
#returns:  1. process counter  , 2. system counter , 3. total system cpu cores
sub GetCurrentLoads {
    my $pid=shift;
    my $fh;
    my $line;
    open $fh,'<',"/proc/$pid/stat" or return undef;
    $line=<$fh>;
    close $fh;
    return undef unless $line=~/^\d+ \([^)]+\) \S \d+ \d+ \d+ \d+ -?\d+ \d+ \d+ \d+ \d+ \d+ (\d+) (\d+)/;
    my $TimeApp=$1+$2;
    my $TimeSystem=0;
    my $CpuCount=0;
    open $fh,'<',"/proc/stat" or return undef;
    while (defined($line=<$fh>)) {
        if ($line=~/^cpu\s/) {
            foreach my $nr ($line=~/\d+/g) { $TimeSystem+=$nr; };
            next;
        };
        $CpuCount++ if $line=~/^cpu\d/;
    }
    close $fh;
    return undef if $TimeSystem==0;
    return $TimeApp,$TimeSystem,$CpuCount;
}

my ($currApp,$currSys,$lastApp,$lastSys,$cores);
while () {
    ($currApp,$currSys,$cores)=GetCurrentLoads($pid);
    printf "Load is: %5.1f\%\n",($currApp-$lastApp)/($currSys-$lastSys)*$cores*100 if defined $currApp and defined $lastApp and defined $currSys and defined $lastSys;
    ($lastApp,$lastSys)=($currApp,$currSys);
    sleep 1;
}

希望它能对您进行任何监视。当然，您应该使用scanf或其他C函数将我曾经使用的所有perl正则表达式转换为C源代码。当然，睡眠不是强制性的1秒。您可以随时使用。效果是，您将在指定的时间段内获得平均负载。当您将其用于监视时，您当然应该将最后的值放在外面。这是必需的，因为监视通常会定期调用脚本，并且脚本应尽快完成其工作。

安装psacct或acct打包。然后使用该sa命令显示用于各种命令的CPU时间。 手册页

一个不错的HOWTO从nixCraft网站。

我认为值得一看GNU“时间”命令源代码。time 输出用户/系统的cpu时间以及实际经过的时间。它调用wait3 / wait4系统调用（如果可用），否则调用次系统调用。wait *系统调用返回“ rusage”结构变量，并且系统调用返回“ tms”时间。另外，您可以查看getrusage系统调用，该系统调用还返回非常有趣的时序信息。时间

除了可以从proc解析该函数​​外，还可以使用诸如getrusage（）或clock_gettime（）之类的函数，并以比率或挂钟时间以及CPU上使用的进程/线程的时间来计算CPU使用率。

使用strace发现需要按时间段来计算CPU使用率：

# top -b -n 1 -p 3889
top - 16:46:37 up  1:04,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.02
Tasks:   1 total,   0 running,   1 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.0 us,  0.0 sy,  0.0 ni,100.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  5594496 total,  5158284 free,   232132 used,   204080 buff/cache
KiB Swap:  3309564 total,  3309564 free,        0 used.  5113756 avail Mem 

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 3889 root      20   0  162016   2220   1544 S   0.0  0.0   0:05.77 top

# strace top -b -n 1 -p 3889

.
.
.
stat("/proc/3889", {st_mode=S_IFDIR|0555, st_size=0, ...}) = 0
open("/proc/3889/stat", O_RDONLY)       = 7
read(7, "3889 (top) S 3854 3889 3854 3481"..., 1024) = 342
.
.
.

nanosleep({0, 150000000}, NULL)         = 0
.
.
.
stat("/proc/3889", {st_mode=S_IFDIR|0555, st_size=0, ...}) = 0
open("/proc/3889/stat", O_RDONLY)       = 7
read(7, "3889 (top) S 3854 3889 3854 3481"..., 1024) = 342
.
.
.