python获取linux系统内存、cpu、网络使用情况

05 Jul

python获取linux系统内存、cpu、网络使用情况

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：

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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

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')