CPU 使用率

CPU 使用率（CPU Utilization）是指在一段时间内，处理器用于执行任务的时间占总时间的比例。它反映了 CPU 的繁忙程度，通常以百分比表示。

1 基本概念：

1. 用户态（User Mode）CPU 使用率：

   • CPU 在用户态（用户空间）运行用户应用程序的时间。
   • 例如，当你运行一个程序（如文本编辑器、浏览器等）时，CPU 会在用户态处理这些任务。

2. 系统态（System Mode）CPU 使用率：

   • CPU 在内核态（内核空间）执行系统调用、驱动程序等操作的时间。
   • 例如，文件读写操作、网络请求处理等属于内核态。

3. 空闲态（Idle）CPU 使用率：

   • CPU 处于空闲状态，没有任务要执行的时间。
   • 这个数值越大，表示 CPU 越空闲。

4. 等待 I/O（I/O Wait）：

   • CPU 等待输入输出（如硬盘、网络）的时间。这种情况下，CPU 可能是空闲的，但由于等待 I/O 完成而无法进行其他任务。

5. 中断时间（IRQ & SoftIRQ）：

   • CPU 处理硬件中断（IRQ）和软件中断（SoftIRQ）的时间。

高 CPU 使用率的含义：

• 高 CPU 使用率意味着系统在执行大量的计算任务，可能是正常现象（例如运行密集型计算任务），也可能是系统负载过高。
• 低 CPU 使用率则表明系统相对空闲，CPU 大部分时间处于空闲状态。

如何查看 CPU 使用率：

• 使用 top 或 htop 等工具可以实时监控 CPU 的使用情况。
• 使用 mpstat 可以更详细地查看每个 CPU 核心的使用率。

2 如何查看CPU时间

cat /proc/stat 查看开机以来的系统CPU时间 /proc/stat

The amount of time, measured in units of USER_HZ
(1/100ths of a second on most architectures, use
sysconf(SC_CLK_TCK) to obtain the right value),
that the system ("cpu" line) or the specific CPU
("cpu_N" line) spent in various states

单位为时间数量，一般是 1/100 秒，具体值根据 USER_HZ 确定。

3 CPU 使用率的计算方法

总CPU使用率（开机以来）

一段时间内的平均CPU使用率

4 获得CPU使用率的几种方法

1. top命令
   按1可以看每个CPU单独的数据 linux-top
2. htop 命令
   优势：可以响应鼠标点击事件，滚动查看，查看进程树
3. vmstat 1 每秒输出一次 vmstat reports information about processes, memory, paging, block IO, traps, disks and cpu activity
4. mpstat 或者 mpstat -u 1 10 获取一段时间内的CPU使用率

Linux 6.8.0-44-generic (dy-turbo-vm) 	09/19/2024 	_aarch64_	(8 CPU)

10:52:27 AM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
10:52:27 AM  all    0.02    0.00    0.05    0.01    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.91

5. sar 1 5 此命令每秒采集一次数据，连续采集 5 次。

Linux 6.8.0-44-generic (dy-turbo-vm) 	09/19/2024 	_aarch64_	(8 CPU)

10:54:49 AM     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
10:54:50 AM     all      0.12      0.00      0.12      0.00      0.00     99.75
10:54:51 AM     all      0.00      0.00      0.25      0.00      0.00     99.75
10:54:52 AM     all      0.00      0.00      0.12      0.00      0.00     99.88
10:54:53 AM     all      0.00      0.00      0.12      0.00      0.00     99.88
10:54:54 AM     all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
Average:        all      0.03      0.00      0.13      0.00      0.00     99.85

6. ps： ps -eo pid,ppid,cmd,%mem,%cpu --sort=-%cpu | head
7. cat /proc/stat 通过读取CPU时间，自行计算CPU使用率
8. 查看指定进程的CPU使用情况： linux-pidstat