cpustat：在Linux下根據運行的進程監控CPU使用率
cpustat 是 Linux 下一個強大的系統性能測量程序，它用 Go 編程語言 編寫。它通過使用 “用于分析任意系統的性能的方法(USE)”，以有效的方式顯示 CPU 利用率和飽和度。
它高頻率對系統中運行的每個進程進行取樣，然后以較低的頻率匯總這些樣本。例如，它能夠每 200ms 測量一次每個進程，然后每 5 秒匯總這些樣本，包括某些度量的最小/平均/***值(min/avg/max)。
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cpustat 能用兩種方式輸出數據：定時匯總的純文本列表和每個取樣的彩色滾動面板。
如何在 Linux 中安裝 cpustat
為了使用 cpustat，你的 Linux 系統中必須安裝有 Go 語言(GoLang)，如果你還沒有安裝它，點擊下面的鏈接逐步安裝 GoLang：
在 Linux 下安裝 GoLang(Go 編程語言)
安裝完 Go 以后，輸入下面的 go get 命令安裝 cpustat，這個命令會將 cpustat 二進制文件安裝到你的 GOBIN 變量(所指的路徑)：
- # go get github.com/uber-common/cpustat
如何在 Linux 中使用 cpustat
安裝過程完成后，如果你不是以 root 用戶控制系統，像下面這樣使用 sudo 命令獲取 root 權限運行 cpustat，否則會出現下面顯示的錯誤信息：
- $ $GOBIN/cpustat
- This program uses the netlink taskstats interface, so it must be run as root.
注意：想要像你系統中已經安裝的其它 Go 程序那樣運行 cpustat，你需要把 GOBIN 變量添加到 PATH 環境變量。打開下面的鏈接學習如何在 Linux 中設置 PATH 變量。
cpustat 是這樣工作的：在每個時間間隔查詢 /proc 目錄獲取當前進程 ID 列表，然后：
- 對于每個 PID，讀取 /proc/pid/stat，然后計算和前一個樣本的差別。
- 如果是一個新的 PID，讀取 /proc/pid/cmdline。
- 對于每個 PID，發送 netlink 消息獲取 taskstat，計算和前一個樣本的差別。
- 讀取 /proc/stat 獲取總的系統統計信息。
根據獲取所有這些統計信息所花費的時間，會調整每個休息間隔。另外，通過每次取樣之間實際經過的時間，每個樣本也會記錄它用于測量的時間。這可用于計算 cpustat 自身的延遲。
當不帶任何參數運行時，cpustat 默認會顯示以下信息：樣本間隔：200ms;匯總間隔：2s(10 個樣本);顯示前 10 個進程;用戶過濾器：all;pid 過濾器：all。正如下面截圖所示：
- $ sudo $GOBIN/cpustat
cpustat – 監控 Linux CPU 使用
在上面的輸出中，之前顯示的系統范圍的度量字段意義如下：
- usr - 用戶模式運行時間占 CPU 百分比的 min/avg/max 值。
- sys - 系統模式運行時間占 CPU 百分比的 min/avg/max 值。
- nice - 用戶模式低優先級運行時間占 CPU 百分比的 min/avg/max 值。
- idle - 用戶模式空閑時間占 CPU 百分比的 min/avg/max 值。
- iowait - 等待磁盤 IO 的 min/avg/max 延遲時間。
- prun - 處于可運行狀態的 min/avg/max 進程數量(同“平均負載”一樣)。
- pblock - 被磁盤 IO 阻塞的 min/avg/max 進程數量。
- pstat - 在本次匯總間隔里啟動的進程/線程數目。
同樣還是上面的輸出，對于一個進程，不同列的意思分別是：
- name - 從 /proc/pid/stat 或 /proc/pid/cmdline 獲取的進程名稱。
- pid - 進程 ID，也被用作 “tgid” (線程組 ID)。
- min - 該 pid 的用戶模式+系統模式時間的最小樣本，取自 /proc/pid/stat。比率是 CPU 的百分比。
- max - 該 pid 的用戶模式+系統模式時間的***樣本，取自 /proc/pid/stat。
- usr - 在匯總期間該 pid 的平均用戶模式運行時間，取自 /proc/pid/stat。
- sys - 在匯總期間該 pid 的平均系統模式運行時間，取自 /proc/pid/stat。
- nice - 表示該進程的當前 “nice” 值，取自 /proc/pid/stat。值越高表示越好(nicer)。
- runq - 進程和它所有線程可運行但等待運行的時間，通過 netlink 取自 taskstats。比率是 CPU 的百分比。
- iow - 進程和它所有線程被磁盤 IO 阻塞的時間，通過 netlink 取自 taskstats。比率是 CPU 的百分比，對整個匯總間隔平均。
- swap - 進程和它所有線程等待被換入(swap in)的時間，通過 netlink 取自 taskstats。Scale 是 CPU 的百分比，對整個匯總間隔平均。
- vcx 和 icx - 在匯總間隔期間進程和它的所有線程自動上下文切換總的次數，通過 netlink 取自 taskstats。
- rss - 從 /proc/pid/stat 獲取的當前 RSS 值。它是指該進程正在使用的內存數量。
- ctime - 在匯總間隔期間等待子進程退出的用戶模式+系統模式 CPU 時間總和，取自 /proc/pid/stat。 注意長時間運行的子進程可能導致混淆這個值，因為只有在子進程退出后才會報告時間。但是，這對于計算高頻 cron 任務以及 CPU 時間經常被多個子進程使用的健康檢查非常有幫助。
- thrd - 匯總間隔***線程的數目，取自 /proc/pid/stat。
- sam - 在這個匯總間隔期間該進程的樣本數目。最近啟動或退出的進程可能看起來比匯總間隔的樣本數目少。
下面的命令顯示了系統中運行的前 10 個 root 用戶進程：
- $ sudo $GOBIN/cpustat -u root
查找 root 用戶正在運行的進程
要想用更好看的終端模式顯示輸出，像下面這樣用 -t 選項：
- $ sudo $GOBIN/cpustat -u root -t
root 用戶正在運行的進程
要查看前 x 個進程(默認是 10)，你可以使用 -n 選項，下面的命令顯示了系統中 正在運行的前 20 個進程：
- $ sudo $GOBIN/cpustat -n 20
你也可以像下面這樣使用 -cpuprofile 選項將 CPU 信息寫到文件，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：
- $ sudo $GOBIN/cpustat -h
可以從 cpustat 的 Github 倉庫：https://github.com/uber-common/cpustat 查閱其它資料。
就是這些!在這篇文章中，我們向你展示了如何安裝和使用 cpustat，Linux 下的一個有用的系統性能測量工具。通過下面的評論框和我們分享你的想法吧。
作者簡介：
Aaron Kili 是一個 Linux 和 F.O.S.S(Free and Open-Source Software) 愛好者，一個 Linux 系統管理員、web 開發員，現在也是 TecMint 的內容創建者，他喜歡和電腦一起工作，他相信知識共享。
