Linux 下CPU、內存利用率－－計算（二）
當需要頻繁地獲取，可以選擇這種方法。
1、原理
（1） CPU利用率
在Linux下，CPU利用率分爲用戶態，系統態和空閒態，分別表示CPU處於用戶態執行的時間，系統內核執行的時間，和空閒系統進程執行的時間，三者之和就是CPU的總時間，當沒有用戶進程、系統進程等需要執行的時候，CPU就執行系統缺省的空閒進程。從平常的思維方式理解的話，CPU的利用率就是非空閒進程佔用時間的比例，即CPU執行非空閒進程的時間 / CPU總的執行時間。
在Linux系統中，CPU時間的分配信息保存在/proc/stat文件中，利用率的計算應該從這個文件中獲取數據。文件的頭幾行記錄了每個CPU的用戶態，系統態，空閒態等狀態下分配的時間片（單位是Jiffies），這些數據是從CPU加電到當前的累計值。常用的監控軟件就是利用/proc/stat裏面的這些數據來計算CPU的利用率的。
不同版本的linux /proc/stat文件內容不一樣，以Linux 2.6來說，/proc/stat文件的內容如下：
cpu 2032004 102648 238344 167130733 758440 15159 17878 0
cpu0 1022597 63462 141826 83528451 366530 9362 15386 0
cpu1 1009407 39185 96518 83602282 391909 5796 2492 0
intr 303194010 212852371 3 0 0 11 0 0 2 1 1 0 0 3 0 11097365 0 72615114 6628960 0 179 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ctxt 236095529
btime 1195210746
processes 401389
procs_running 1
procs_blocked 0
第一行的數值表示的是CPU總的使用情況，所以我們只要用第一行的數字計算就可以了。下表解析第一行各數值的含義：
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參數
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解析（單位：jiffies）
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user (2032004)
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從系統啓動開始累計到當前時刻，用戶態的CPU時間，不包含 nice值爲負進程。
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nice (102648)
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從系統啓動開始累計到當前時刻，nice值爲負的進程所佔用的CPU時間
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system (238344)
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從系統啓動開始累計到當前時刻，核心時間
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idle (167130733)
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從系統啓動開始累計到當前時刻，除硬盤IO等待時間以外其它等待時間
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iowait (758440)
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從系統啓動開始累計到當前時刻，硬盤IO等待時間
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irq (15159)
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從系統啓動開始累計到當前時刻，硬中斷時間
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softirq (17878)
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從系統啓動開始累計到當前時刻，軟中斷時間
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因爲/proc/stat中的數值都是從系統啓動開始累計到當前時刻的積累值，所以需要在不同時間點t1和t2取值進行比較運算，當兩個時間點的間隔較短時，就可以把這個計算結果看作是CPU的即時利用率。
CPU的即時利用率的計算公式：
CPU在t1到t2時間段總的使用時間 = ( user2+ nice2+ system2+ idle2+ iowait2+ irq2+ softirq2) - ( user1+ nice1+ system1+ idle1+ iowait1+ irq1+ softirq1)
CPU在t1到t2時間段空閒使用時間 = (idle2 - idle1)
CPU在t1到t2時間段即時利用率 = 1 - CPU空閒使用時間 / CPU總的使用時間
（2）內存利用率
計算內存利用率需要從/proc/meminfo文件中取相應數據，文件內容如下：
MemTotal: 1024008 kB
MemFree: 18448 kB
Buffers: 12664 kB
Cached: 282500 kB
SwapCached: 716 kB
Active: 816124 kB
Inactive: 52516 kB
HighTotal: 122500 kB
HighFree: 304 kB
… …
MemTotal數值表示內存總量，MemFree數值表示空餘數量。
所以內存的即時利用率計算公式：
(MemTotal - MemFree)/ MemTotal
2、實現
這個例子適合於linux內核是2.6版本。Linux的版本問題請參照Linux 下CPU、內存利用率－－獲取（一）
import java.io.BufferedReader;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.util.StringTokenizer;
public class MonitorUsageThread extends Thread{
private final int frequency;//MS private static final File memFile = new File("/proc/meminfo"); private static final File statFile = new File("/proc/stat"); private static BufferedReader brMem ; private static BufferedReader brStat ; private static InputStreamReader isr = null; private static float cpuUsage; private static float memUsage; private static boolean on = true;
public MonitorUsageThread(int frequency){
this.frequency = frequency;
} public void run(){ System.out.println("MonitorUsageThread start run ..................... on: "+on); String str = null; StringTokenizer tokenMem = null; int memTotal = 0; int memFree = 0; int userStart,niceStart,sysStart,idleStart,iowaitStart,hardirpStart,softirpStart,userEnd,niceEnd,sysEnd,idleEnd,iowaitEnd,hardirpEnd,softirpEnd; try { isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(statFile)); brStat = new BufferedReader(isr); StringTokenizer tokenStat = new StringTokenizer(brStat.readLine()); tokenStat.nextToken(); userStart = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); niceStart = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); sysStart = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); idleStart = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); iowaitStart = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); hardirpStart = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); softirpStart = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); Thread.sleep(frequency); while(on){ isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(statFile)); brStat = new BufferedReader(isr); tokenStat = new StringTokenizer(brStat.readLine()); tokenStat.nextToken(); userEnd = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); niceEnd = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); sysEnd = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); idleEnd = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); iowaitEnd = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); hardirpEnd = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); softirpEnd = Integer.parseInt(tokenStat.nextToken()); int CPUEnd = userEnd+niceEnd+sysEnd+idleEnd+iowaitEnd+hardirpEnd+softirpEnd; int CPUStart = userStart+niceStart+sysStart+idleStart+iowaitStart+hardirpStart+softirpStart; System.out.println("idleEnd:"+idleEnd+" , idleStart:"+idleStart+" ,CPUEnd:"+CPUEnd+" , CPUStart:"+CPUStart); cpuUsage = 1- (float)(idleEnd - idleStart) / (float)(CPUEnd - CPUStart);// cpu usage //Gets memory information isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(memFile)); brMem = new BufferedReader(isr); str = brMem.readLine(); tokenMem = new StringTokenizer(str); tokenMem.nextToken(); memTotal = Integer.parseInt(tokenMem.nextToken()); str = brMem.readLine(); tokenMem = new StringTokenizer(str); tokenMem.nextToken(); memFree = Integer.parseInt(tokenMem.nextToken()); System.out.println("MemTotal:"+memTotal+" , MemFree:"+memFree); memUsage = (float)(memTotal-memFree) / (float)memTotal;// memory usage userStart = userEnd; niceStart = niceEnd; sysStart = sysEnd; idleStart = idleEnd; iowaitStart = iowaitEnd; hardirpStart = hardirpEnd; softirpStart = softirpEnd; System.out.println("Rate of CPU usage is "+cpuUsage+" , and the memory's is "+memUsage+" "); Thread.sleep(frequency);// } } catch (IOException ioe) { System.out.println(ioe.getMessage()); } catch (InterruptedException ie) { System.out.println(ie.getMessage()); } finally{ freeResource(); } } private static void freeResource(){ try{ if(isr!=null) isr.close(); if(brMem!=null) brMem.close(); if(brStat!=null) brStat.close(); }catch(IOException ioe){ System.out.println(ioe.getMessage()); } } public static float getCPUUsage(){ return cpuUsage; } public static float getMemoryUsage(){ return memUsage; } public static void stopMonitor(){ on = false; freeResource(); } public static void main(String[] args){ MonitorUsageThread thread = new MonitorUsageThread(2000); thread.start(); try{ Thread.sleep(10000);//MS }catch(InterruptedException ie){ ie.printStackTrace(); } System.out.println(); System.out.println("-------------CPU usage: "+getCPUUsage()); System.out.println("-------------Memory usage: "+getMemoryUsage()); try{ Thread.sleep(5000);//MS }catch(InterruptedException ie){ ie.printStackTrace(); } System.out.println(); System.out.println("-------------CPU usage: "+getCPUUsage()); System.out.println("-------------Memory usage: "+getMemoryUsage()); thread.stopMonitor(); System.exit(0); } 
}