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python获取linux系统内存、cpu、网络使用情况

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做个程序需要用到系统的cpu、内存、网络的使用情况,百度之后发现目前使用python获取这些信息大多是调用系统命令(top、free等)。其实多linux命令也是读取/proc下的文件实现的,索性不如自己写一个。

一、计算cpu的利用率

要读取cpu的使用情况,首先要了解/proc/stat文件的内容,下图是/proc/stat文件的一个例子:

5EBEF5943578422AD175D84AF9A6FB9C_B500_900_500_188

cpu、cpu0、cpu1……每行数字的意思相同,从左到右分别表示user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq。根据系统的不同,输出的列数也会不同,比如ubuntu 12.04会输出10列数据,centos 6.4会输出9列数据,后边几列的含义不太清楚,每个系统都是输出至少7列。没一列的具体含义如下:

  • user:用户态的cpu时间(不包含nice值为负的进程所占用的cpu时间)
  • nice:nice值为负的进程所占用的cpu时间
  • system:内核态所占用的cpu时间
  • idle:cpu空闲时间
  • iowait:等待IO的时间
  • irq:系统中的硬中断时间
  • softirq:系统中的软中断时间

以上各值的单位都是jiffies,jiffies是内核中的一个全局变量,用来记录自系统启动一来产生的节拍数,在这里我们把它当做单位时间就行。

intr行中包含的是自系统启动以来的终端信息,第一列表示中断的总此数,其后每个数对应某一类型的中断所发生的次数

  • ctxt行中包含了cpu切换上下文的次数
  • btime行中包含了系统运行的时间,以秒为单位
  • processes/total_forks行中包含了从系统启动开始所建立的任务个数
  • procs_running行中包含了目前正在运行的任务的个数
  • procs_blocked行中包含了目前被阻塞的任务的个数

由于计算cpu的利用率用不到太多的值,所以截图中并未包含/proc/stat文件的所有内容。

知道了/proc文件的内容之后就可以计算cpu的利用率了,具体方法是:先在t1时刻读取文件内容,获得此时cpu的运行情况,然后等待一段时间在t2时刻再次读取文件内容,获取cpu的运行情况,然后根据两个时刻的数据通过以下方式计算cpu的利用率:100 – (idle2 – idle1)*100/(total2 – total1),其中total = user + system + nice + idle + iowait + irq + softirq。python代码实现如下:

import time

def readCpuInfo():
	f = open('/proc/stat')
	lines = f.readlines();
	f.close()

	for line in lines:
		line = line.lstrip()
		counters = line.split()
		if len(counters) < 5:
			continue
		if counters[0].startswith('cpu'):
			break
	total = 0
	for i in xrange(1, len(counters)):
		total = total + long(counters[i])
	idle = long(counters[4])
	return {'total':total, 'idle':idle}

def calcCpuUsage(counters1, counters2):
	idle = counters2['idle'] - counters1['idle']
	total = counters2['total'] - counters1['total']
	return 100 - (idle*100/total)

if __name__ == '__main__':
	counters1 = readCpuInfo()
	time.sleep(0.1)
	counters2 = readCpuInfo()
	print calcCpuUsage(counters1, counters2):

 

二、计算内存的利用率

计算内存的利用率需要读取的是/proc/meminfo文件,该文件的结构比较清晰,不需要额外的介绍,需要知道的是内存的使用总量为used = total – free – buffers – cached,python代码实现如下:

4C4640EFB3CDEFEB726904D2265110FD_B500_900_500_63

def readMemInfo():
	res = {'total':0, 'free':0, 'buffers':0, 'cached':0}
	f = open('/proc/meminfo')
	lines = f.readlines()
	f.close()
	i = 0
	for line in lines:
		if i == 4:
			break
		line = line.lstrip()
		memItem = line.lower().split()
		if memItem[0] == 'memtotal:':
			res['total'] = long(memItem[1])
			i = i +1
			continue
		elif memItem[0] == 'memfree:':
			res['free'] = long(memItem[1])
			i = i +1
			continue
		elif memItem[0] == 'buffers:':
			res['buffers'] = long(memItem[1])
			i = i +1
			continue
		elif memItem[0] == 'cached:':
			res['cached'] = long(memItem[1])
			i = i +1
			continue
	return res

def calcMemUsage(counters):
	used = counters['total'] - counters['free'] - counters['buffers'] - counters['cached']
	total = counters['total']
	return used*100/total

if __name__ == '__main__':
	counters = readMemInfo()
	print calcMemUsage(counters)

 

三、获取网络的使用情况

获取网络使用情况需要读取的是/proc/net/dev文件,如下图所示,里边的内容也很清晰,不做过的的介绍,直接上python代码,取的是eth0的发送和收取的总字节数:

8593F0E33D984EEEB3B6B01BF4A7CD5D_B500_900_362_291

def readNetInfo(dev):
	f = open('/proc/net/dev')
	lines = f.readlines()
	f.close()
	res = {'in':0, 'out':0}
	for line in lines:
		if line.lstrip().startswith(dev):
			# for centos
			line = line.replace(':', ' ')
			items = line.split()
			res['in'] = long(items[1])
			res['out'] = long(items[len(items)/2 + 1])
	return res

if __name__ == '__main__':
	print readNetInfo('eth0')

 

四、获取网卡的ip地址和主机的cpu个数

这两个函数是程序的其它地方需要用到,就顺便写下来:

import time
import socket
import fcntl
import struct

def getIpAddress(dev):
	s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
	a = s.fileno()
	b = 0x8915
	c = struct.pack('256s', dev[:15])
	res = fcntl.ioctl(a, b, c)[20:24]
	return socket.inet_ntoa(res)

def getCpuCount():
	f = open('/proc/cpuinfo')
	lines = f.readlines()
	f.close()
	res = 0
	for line in lines:
		line = line.lower().lstrip()
		if line.startswith('processor'):
			res = res + 1
	return res

if __name__ == '__main__':
	print getCpuCount()
	print getIpAddress('eth0')

 

 

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