Come determinare il consumo di CPU e memoria dall'interno di un processo?


593

Una volta ho avuto il compito di determinare i seguenti parametri di prestazione dall'interno di un'applicazione in esecuzione:

  • Memoria virtuale totale disponibile
  • Memoria virtuale attualmente utilizzata
  • Memoria virtuale attualmente utilizzata dal mio processo
  • RAM totale disponibile
  • RAM attualmente utilizzata
  • RAM attualmente utilizzata dal mio processo
  • % CPU attualmente utilizzata
  • % CPU attualmente utilizzata dal mio processo

Il codice doveva essere eseguito su Windows e Linux. Anche se questo sembra essere un compito standard, trovare le informazioni necessarie nei manuali (API WIN32, documenti GNU) e su Internet mi ha richiesto diversi giorni, perché ci sono così tante informazioni incomplete / errate / obsolete su questo argomento da scoperto là fuori.

Al fine di salvare gli altri dall'affrontare lo stesso problema, ho pensato che sarebbe stata una buona idea raccogliere tutte le informazioni sparse oltre a ciò che ho trovato da prove ed errori qui in un unico posto.


13
"Memoria virtuale totale disponibile" non ha senso sui moderni sistemi operativi.
David Schwartz,

29
Perché è insignificante? Invalida la risposta qui? stackoverflow.com/questions/3296211/… ... per favore non lasciare cliffhangers quando si commenta, non è uno show televisivo.
Mindaugas Bernatavičius,

3
@ MindaugasBernatavičius: la domanda collegata riguarda la "memoria fisica totale", che è un fatto hardware noto al sistema operativo. Ottieni il totale sommando le dimensioni di tutti i moduli di memoria. "Memoria virtuale totale disponibile", d'altra parte, cosa significa? È quello lo spazio di indirizzi virtuale combinato di tutti i processi che teoricamente potrebbero essere creati? Quel numero sarebbe di circa 2 ^ 80 byte, quindi sicuramente insignificante.
Saluti

2
@MSalters - grazie per l'impegno. Credo che chiedere cosa avesse in mente il PO sia molto più gentile e salutare che affermare che qualcosa non ha senso (senza una spiegazione). Se noti, le risposte assumono anche una posizione particolare riguardo a questo: memoria virtuale = RAM + SWAP (o PAGEFILE) - che è un presupposto ragionevole. Da ciò sappiamo che non ha senso, in quanto esiste una particolare interpretazione di questo termine (che, potrebbe non essere il più tecnicamente corretto, un colloquelismo) che ha un significato.
Mindaugas Bernatavičius,

2
@ MindaugasBernatavičius: ignora i file e il codice mappati in memoria che non sono paginati. Linux ha allocazioni di memoria non impegnate (non supportate da RAM o swap) e Windows ha stack non impegnati.
Salterio

Risposte:


644

finestre

Alcuni dei valori sopra riportati sono facilmente disponibili dall'API WIN32 appropriata, li elencherò qui per completezza. Altri, tuttavia, devono essere ottenuti dalla libreria Performance Data Helper (PDH), che è un po '"non intuitiva" e richiede un sacco di prove ed errori dolorosi per mettersi al lavoro. (Almeno mi ci è voluto un po 'di tempo, forse sono stato solo un po' stupido ...)

Nota: per chiarezza tutti i controlli degli errori sono stati omessi dal seguente codice. Controlla i codici di ritorno ...!


  • Memoria virtuale totale:

    #include "windows.h"
    
    MEMORYSTATUSEX memInfo;
    memInfo.dwLength = sizeof(MEMORYSTATUSEX);
    GlobalMemoryStatusEx(&memInfo);
    DWORDLONG totalVirtualMem = memInfo.ullTotalPageFile;

    Nota: il nome "TotalPageFile" è un po 'fuorviante qui. In realtà questo parametro fornisce la "Dimensione memoria virtuale", che è la dimensione del file di scambio più la RAM installata.

  • Memoria virtuale attualmente utilizzata:

    Stesso codice di "Memoria virtuale totale" e quindi

    DWORDLONG virtualMemUsed = memInfo.ullTotalPageFile - memInfo.ullAvailPageFile;
  • Memoria virtuale attualmente utilizzata dal processo corrente:

    #include "windows.h"
    #include "psapi.h"
    
    PROCESS_MEMORY_COUNTERS_EX pmc;
    GetProcessMemoryInfo(GetCurrentProcess(), (PROCESS_MEMORY_COUNTERS*)&pmc, sizeof(pmc));
    SIZE_T virtualMemUsedByMe = pmc.PrivateUsage;



  • Memoria fisica totale (RAM):

    Stesso codice di "Memoria virtuale totale" e quindi

    DWORDLONG totalPhysMem = memInfo.ullTotalPhys;
  • Memoria fisica attualmente utilizzata:

    Same code as in "Total Virtual Memory" and then
    
    DWORDLONG physMemUsed = memInfo.ullTotalPhys - memInfo.ullAvailPhys;
  • Memoria fisica attualmente utilizzata dal processo corrente:

    Stesso codice di "Memoria virtuale attualmente utilizzata dal processo corrente" e quindi

    SIZE_T physMemUsedByMe = pmc.WorkingSetSize;



  • CPU attualmente utilizzata:

    #include "TCHAR.h"
    #include "pdh.h"
    
    static PDH_HQUERY cpuQuery;
    static PDH_HCOUNTER cpuTotal;
    
    void init(){
        PdhOpenQuery(NULL, NULL, &cpuQuery);
        // You can also use L"\\Processor(*)\\% Processor Time" and get individual CPU values with PdhGetFormattedCounterArray()
        PdhAddEnglishCounter(cpuQuery, L"\\Processor(_Total)\\% Processor Time", NULL, &cpuTotal);
        PdhCollectQueryData(cpuQuery);
    }
    
    double getCurrentValue(){
        PDH_FMT_COUNTERVALUE counterVal;
    
        PdhCollectQueryData(cpuQuery);
        PdhGetFormattedCounterValue(cpuTotal, PDH_FMT_DOUBLE, NULL, &counterVal);
        return counterVal.doubleValue;
    }
  • CPU attualmente utilizzata dal processo corrente:

    #include "windows.h"
    
    static ULARGE_INTEGER lastCPU, lastSysCPU, lastUserCPU;
    static int numProcessors;
    static HANDLE self;
    
    void init(){
        SYSTEM_INFO sysInfo;
        FILETIME ftime, fsys, fuser;
    
        GetSystemInfo(&sysInfo);
        numProcessors = sysInfo.dwNumberOfProcessors;
    
        GetSystemTimeAsFileTime(&ftime);
        memcpy(&lastCPU, &ftime, sizeof(FILETIME));
    
        self = GetCurrentProcess();
        GetProcessTimes(self, &ftime, &ftime, &fsys, &fuser);
        memcpy(&lastSysCPU, &fsys, sizeof(FILETIME));
        memcpy(&lastUserCPU, &fuser, sizeof(FILETIME));
    }
    
    double getCurrentValue(){
        FILETIME ftime, fsys, fuser;
        ULARGE_INTEGER now, sys, user;
        double percent;
    
        GetSystemTimeAsFileTime(&ftime);
        memcpy(&now, &ftime, sizeof(FILETIME));
    
        GetProcessTimes(self, &ftime, &ftime, &fsys, &fuser);
        memcpy(&sys, &fsys, sizeof(FILETIME));
        memcpy(&user, &fuser, sizeof(FILETIME));
        percent = (sys.QuadPart - lastSysCPU.QuadPart) +
            (user.QuadPart - lastUserCPU.QuadPart);
        percent /= (now.QuadPart - lastCPU.QuadPart);
        percent /= numProcessors;
        lastCPU = now;
        lastUserCPU = user;
        lastSysCPU = sys;
    
        return percent * 100;
    }

Linux

Su Linux la scelta che all'inizio sembrava ovvia era quella di usare le API POSIX come getrusage() ecc. Ho passato un po 'di tempo a cercare di farlo funzionare, ma non ho mai ottenuto valori significativi. Quando ho finalmente controllato gli stessi sorgenti del kernel, ho scoperto che apparentemente queste API non sono ancora completamente implementate dal kernel 2.6 di Linux !?

Alla fine ho ottenuto tutti i valori tramite una combinazione di lettura dello pseudo-filesystem /proce delle chiamate del kernel.

  • Memoria virtuale totale:

    #include "sys/types.h"
    #include "sys/sysinfo.h"
    
    struct sysinfo memInfo;
    
    sysinfo (&memInfo);
    long long totalVirtualMem = memInfo.totalram;
    //Add other values in next statement to avoid int overflow on right hand side...
    totalVirtualMem += memInfo.totalswap;
    totalVirtualMem *= memInfo.mem_unit;
  • Memoria virtuale attualmente utilizzata:

    Stesso codice di "Memoria virtuale totale" e quindi

    long long virtualMemUsed = memInfo.totalram - memInfo.freeram;
    //Add other values in next statement to avoid int overflow on right hand side...
    virtualMemUsed += memInfo.totalswap - memInfo.freeswap;
    virtualMemUsed *= memInfo.mem_unit;
  • Memoria virtuale attualmente utilizzata dal processo corrente:

    #include "stdlib.h"
    #include "stdio.h"
    #include "string.h"
    
    int parseLine(char* line){
        // This assumes that a digit will be found and the line ends in " Kb".
        int i = strlen(line);
        const char* p = line;
        while (*p <'0' || *p > '9') p++;
        line[i-3] = '\0';
        i = atoi(p);
        return i;
    }
    
    int getValue(){ //Note: this value is in KB!
        FILE* file = fopen("/proc/self/status", "r");
        int result = -1;
        char line[128];
    
        while (fgets(line, 128, file) != NULL){
            if (strncmp(line, "VmSize:", 7) == 0){
                result = parseLine(line);
                break;
            }
        }
        fclose(file);
        return result;
    }



  • Memoria fisica totale (RAM):

    Stesso codice di "Memoria virtuale totale" e quindi

    long long totalPhysMem = memInfo.totalram;
    //Multiply in next statement to avoid int overflow on right hand side...
    totalPhysMem *= memInfo.mem_unit;
  • Memoria fisica attualmente utilizzata:

    Stesso codice di "Memoria virtuale totale" e quindi

    long long physMemUsed = memInfo.totalram - memInfo.freeram;
    //Multiply in next statement to avoid int overflow on right hand side...
    physMemUsed *= memInfo.mem_unit;
  • Memoria fisica attualmente utilizzata dal processo corrente:

    Modificare getValue () in "Memoria virtuale attualmente utilizzata dal processo corrente" come segue:

    int getValue(){ //Note: this value is in KB!
        FILE* file = fopen("/proc/self/status", "r");
        int result = -1;
        char line[128];
    
        while (fgets(line, 128, file) != NULL){
            if (strncmp(line, "VmRSS:", 6) == 0){
                result = parseLine(line);
                break;
            }
        }
        fclose(file);
        return result;
    }



  • CPU attualmente utilizzata:

    #include "stdlib.h"
    #include "stdio.h"
    #include "string.h"
    
    static unsigned long long lastTotalUser, lastTotalUserLow, lastTotalSys, lastTotalIdle;
    
    void init(){
        FILE* file = fopen("/proc/stat", "r");
        fscanf(file, "cpu %llu %llu %llu %llu", &lastTotalUser, &lastTotalUserLow,
            &lastTotalSys, &lastTotalIdle);
        fclose(file);
    }
    
    double getCurrentValue(){
        double percent;
        FILE* file;
        unsigned long long totalUser, totalUserLow, totalSys, totalIdle, total;
    
        file = fopen("/proc/stat", "r");
        fscanf(file, "cpu %llu %llu %llu %llu", &totalUser, &totalUserLow,
            &totalSys, &totalIdle);
        fclose(file);
    
        if (totalUser < lastTotalUser || totalUserLow < lastTotalUserLow ||
            totalSys < lastTotalSys || totalIdle < lastTotalIdle){
            //Overflow detection. Just skip this value.
            percent = -1.0;
        }
        else{
            total = (totalUser - lastTotalUser) + (totalUserLow - lastTotalUserLow) +
                (totalSys - lastTotalSys);
            percent = total;
            total += (totalIdle - lastTotalIdle);
            percent /= total;
            percent *= 100;
        }
    
        lastTotalUser = totalUser;
        lastTotalUserLow = totalUserLow;
        lastTotalSys = totalSys;
        lastTotalIdle = totalIdle;
    
        return percent;
    }
  • CPU attualmente utilizzata dal processo corrente:

    #include "stdlib.h"
    #include "stdio.h"
    #include "string.h"
    #include "sys/times.h"
    #include "sys/vtimes.h"
    
    static clock_t lastCPU, lastSysCPU, lastUserCPU;
    static int numProcessors;
    
    void init(){
        FILE* file;
        struct tms timeSample;
        char line[128];
    
        lastCPU = times(&timeSample);
        lastSysCPU = timeSample.tms_stime;
        lastUserCPU = timeSample.tms_utime;
    
        file = fopen("/proc/cpuinfo", "r");
        numProcessors = 0;
        while(fgets(line, 128, file) != NULL){
            if (strncmp(line, "processor", 9) == 0) numProcessors++;
        }
        fclose(file);
    }
    
    double getCurrentValue(){
        struct tms timeSample;
        clock_t now;
        double percent;
    
        now = times(&timeSample);
        if (now <= lastCPU || timeSample.tms_stime < lastSysCPU ||
            timeSample.tms_utime < lastUserCPU){
            //Overflow detection. Just skip this value.
            percent = -1.0;
        }
        else{
            percent = (timeSample.tms_stime - lastSysCPU) +
                (timeSample.tms_utime - lastUserCPU);
            percent /= (now - lastCPU);
            percent /= numProcessors;
            percent *= 100;
        }
        lastCPU = now;
        lastSysCPU = timeSample.tms_stime;
        lastUserCPU = timeSample.tms_utime;
    
        return percent;
    }

TODO: altre piattaforme

Suppongo che parte del codice Linux funzioni anche per gli Unix, ad eccezione delle parti che leggono lo pseudo-filesystem / proc. Forse su Unix queste parti possono essere sostituite da getrusage()funzioni simili? Se qualcuno con un know-how Unix potesse modificare questa risposta e compilare i dettagli ?!


10
Attenzione: in PdhAddCounter la query deve essere localizzata, altrimenti verrà eseguita solo su un sistema nativo inglese. Per il sistema Vista / 2008 e successivi, preferisci usare PdhAddEnglishCounter per evitare problemi di localizzazione.
Moala,

2
@NunoAniceto Durante l'utilizzo PROCESS_MEMORY_COUNTERS, come stai recuperando la "Memoria virtuale attualmente utilizzata dal processo corrente"? PrivateUsagenon è membro di PROCESS_MEMORY_COUNTERSè l'errore del compilatore che ricevo!
CinCout

2
Perché usi "quotes like these"per includere le intestazioni di sistema?
Razze di leggerezza in orbita

8
@CinCout hai bisogno di un casting .. sostituisci GetProcessMemoryInfo (GetCurrentProcess (), & pmc, sizeof (pmc)); con GetProcessMemoryInfo (GetCurrentProcess (), (PROCESS_MEMORY_COUNTERS *) & pmc, sizeof (pmc));
Sumia,

3
@Lanzelot Da allora, siamo molto al di sopra di Linux Kernel 3.0. Puoi aggiornare la tua risposta Linux all'API POSIX? Se possibile, correggi anche la risposta di Windows sostituendo GetProcessMemoryInfo(GetCurrentProcess(), &pmc, sizeof(pmc));conGetProcessMemoryInfo(GetCurrentProcess(), (PROCESS_MEMORY_COUNTERS*)&pmc, sizeof(pmc));
Dr. Xperience il

140

Mac OS X

Speravo di trovare informazioni simili anche per Mac OS X. Dato che non era qui, sono uscito e l'ho scavato da solo. Ecco alcune delle cose che ho trovato. Se qualcuno ha altri suggerimenti, mi piacerebbe ascoltarli.

Memoria virtuale totale

Questo è complicato su Mac OS X perché non utilizza una partizione di scambio preimpostata o un file come Linux. Ecco una voce dalla documentazione di Apple:

Nota: diversamente dalla maggior parte dei sistemi operativi basati su Unix, Mac OS X non utilizza una partizione di swap preallocata per la memoria virtuale. Invece, utilizza tutto lo spazio disponibile sulla partizione di avvio della macchina.

Quindi, se vuoi sapere quanta memoria virtuale è ancora disponibile, devi ottenere la dimensione della partizione root. Puoi farlo in questo modo:

struct statfs stats;
if (0 == statfs("/", &stats))
{
    myFreeSwap = (uint64_t)stats.f_bsize * stats.f_bfree;
}

Totale virtuale attualmente utilizzato

Chiamare systcl con il tasto "vm.swapusage" fornisce informazioni interessanti sull'uso dello swap:

sysctl -n vm.swapusage
vm.swapusage: total = 3072.00M  used = 2511.78M  free = 560.22M  (encrypted)

Non che l'utilizzo totale di swap visualizzato qui possa cambiare se è necessario più swap, come spiegato nella sezione precedente. Quindi il totale è in realtà il totale di swap corrente . In C ++, questi dati possono essere interrogati in questo modo:

xsw_usage vmusage = {0};
size_t size = sizeof(vmusage);
if( sysctlbyname("vm.swapusage", &vmusage, &size, NULL, 0)!=0 )
{
   perror( "unable to get swap usage by calling sysctlbyname(\"vm.swapusage\",...)" );
}

Si noti che "xsw_usage", dichiarato in sysctl.h, non sembra documentato e sospetto che esista un modo più portatile di accedere a questi valori.

Memoria virtuale attualmente utilizzata dal mio processo

È possibile ottenere statistiche sul processo corrente utilizzando la task_infofunzione. Ciò include la dimensione residente corrente del processo e la dimensione virtuale corrente.

#include<mach/mach.h>

struct task_basic_info t_info;
mach_msg_type_number_t t_info_count = TASK_BASIC_INFO_COUNT;

if (KERN_SUCCESS != task_info(mach_task_self(),
                              TASK_BASIC_INFO, (task_info_t)&t_info, 
                              &t_info_count))
{
    return -1;
}
// resident size is in t_info.resident_size;
// virtual size is in t_info.virtual_size;

RAM totale disponibile

La quantità di RAM fisica disponibile nel tuo sistema è disponibile usando la sysctlfunzione di sistema in questo modo:

#include <sys/types.h>
#include <sys/sysctl.h>
...
int mib[2];
int64_t physical_memory;
mib[0] = CTL_HW;
mib[1] = HW_MEMSIZE;
length = sizeof(int64_t);
sysctl(mib, 2, &physical_memory, &length, NULL, 0);

RAM attualmente utilizzata

È possibile ottenere statistiche generali sulla memoria dalla host_statisticsfunzione di sistema.

#include <mach/vm_statistics.h>
#include <mach/mach_types.h>
#include <mach/mach_init.h>
#include <mach/mach_host.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    vm_size_t page_size;
    mach_port_t mach_port;
    mach_msg_type_number_t count;
    vm_statistics64_data_t vm_stats;

    mach_port = mach_host_self();
    count = sizeof(vm_stats) / sizeof(natural_t);
    if (KERN_SUCCESS == host_page_size(mach_port, &page_size) &&
        KERN_SUCCESS == host_statistics64(mach_port, HOST_VM_INFO,
                                        (host_info64_t)&vm_stats, &count))
    {
        long long free_memory = (int64_t)vm_stats.free_count * (int64_t)page_size;

        long long used_memory = ((int64_t)vm_stats.active_count +
                                 (int64_t)vm_stats.inactive_count +
                                 (int64_t)vm_stats.wire_count) *  (int64_t)page_size;
        printf("free memory: %lld\nused memory: %lld\n", free_memory, used_memory);
    }

    return 0;
}

Una cosa da notare qui è che ci sono cinque tipi di pagine di memoria in Mac OS X. Sono le seguenti:

  1. Pagine cablate bloccate in posizione e che non possono essere scambiate
  2. Pagine attive che si stanno caricando nella memoria fisica e che sarebbero relativamente difficili da scambiare
  3. Pagine inattive che vengono caricate in memoria, ma non sono state utilizzate di recente e potrebbero non essere nemmeno necessarie. Questi sono potenziali candidati per lo scambio. Questa memoria avrebbe probabilmente bisogno di essere svuotata.
  4. Pagine memorizzate nella cache che sono state in qualche modo memorizzate nella cache e che possono essere facilmente riutilizzate. La memoria cache probabilmente non richiederebbe lo svuotamento. È ancora possibile riattivare le pagine memorizzate nella cache
  5. Gratis le pagine che sono completamente libero e pronto per essere utilizzato.

È bene notare che solo perché Mac OS X può mostrare pochissima memoria libera effettiva a volte, potrebbe non essere una buona indicazione di quanto è pronto per essere utilizzato con breve preavviso.

RAM attualmente utilizzata dal mio processo

Vedi la "Memoria virtuale attualmente utilizzata dal mio processo" sopra. Si applica lo stesso codice.


Hai interrotto #include <mach / mach.h> per definire task_info () nella sezione "Memoria virtuale attualmente utilizzata dal mio processo". Questa intestazione deve essere inclusa per definire quella funzione.
Dan Nissenbaum,

4
Qualche idea su come ottenere l'utilizzo della CPU?
Mihir Mehta,

@Michael Taylor, questo è un grande grazie, ma domanda sulla RAM attualmente utilizzata per OS X, sembra che tu stia ottenendo statistiche VM, non memoria fisica. È davvero il caso qui?
Edgar Aroutiounian,

1
Come possiamo calcolare la memoria APP e la cache come il monitor delle attività? Ho usato vm_stats.inactive_page_count * page_size per calcolare la cache di FIle ma non è sincronizzato con Monitoraggio attività. Grazie in anticipo
Amit Khandelwal,

1
l'autore originale sembra essere confuso riguardo alla "memoria virtuale" - in alcuni contesti non si riferisce alla memoria scambiata su disco, ma piuttosto allo spazio degli indirizzi virtuali, che potrebbe non essere interamente impaginato. Trova un sistema che non utilizza alcuno swap e vedrai che la maggior parte dei processi ha una dimensione "virt" maggiore rispetto alla dimensione "rss". Nella sezione "Memoria virtuale attualmente utilizzata dal mio processo", ecco a cosa si riferisce la "memoria virtuale": spazio degli indirizzi, non memoria scambiata su disco.
Pierce,

63

Linux

In Linux, queste informazioni sono disponibili nel file system / proc. Non sono un grande fan del formato di file di testo utilizzato, poiché ogni distribuzione Linux sembra personalizzare almeno un file importante. Una rapida occhiata alla fonte di "ps" rivela il casino.

Ma qui è dove trovare le informazioni che cerchi:

/ proc / meminfo contiene la maggior parte delle informazioni di sistema che cerchi. Qui sembra sul mio sistema; Penso che tu sia interessato a MemTotal , MemFree , SwapTotal e SwapFree :

Anderson cxc # more /proc/meminfo
MemTotal:      4083948 kB
MemFree:       2198520 kB
Buffers:         82080 kB
Cached:        1141460 kB
SwapCached:          0 kB
Active:        1137960 kB
Inactive:       608588 kB
HighTotal:     3276672 kB
HighFree:      1607744 kB
LowTotal:       807276 kB
LowFree:        590776 kB
SwapTotal:     2096440 kB
SwapFree:      2096440 kB
Dirty:              32 kB
Writeback:           0 kB
AnonPages:      523252 kB
Mapped:          93560 kB
Slab:            52880 kB
SReclaimable:    24652 kB
SUnreclaim:      28228 kB
PageTables:       2284 kB
NFS_Unstable:        0 kB
Bounce:              0 kB
CommitLimit:   4138412 kB
Committed_AS:  1845072 kB
VmallocTotal:   118776 kB
VmallocUsed:      3964 kB
VmallocChunk:   112860 kB
HugePages_Total:     0
HugePages_Free:      0
HugePages_Rsvd:      0
Hugepagesize:     2048 kB

Per l'utilizzo della CPU, devi fare un po 'di lavoro. Linux rende disponibile l'utilizzo complessivo della CPU dall'inizio del sistema; questo probabilmente non è quello che ti interessa. Se vuoi sapere qual è stato l'utilizzo della CPU per l'ultimo secondo, o 10 secondi, allora devi interrogare le informazioni e calcolarle tu stesso.

Le informazioni sono disponibili in / proc / stat , che è documentato abbastanza bene su http://www.linuxhowtos.org/System/procstat.htm ; ecco come appare sulla mia scatola a 4 core:

Anderson cxc #  more /proc/stat
cpu  2329889 0 2364567 1063530460 9034 9463 96111 0
cpu0 572526 0 636532 265864398 2928 1621 6899 0
cpu1 590441 0 531079 265949732 4763 351 8522 0
cpu2 562983 0 645163 265796890 682 7490 71650 0
cpu3 603938 0 551790 265919440 660 0 9040 0
intr 37124247
ctxt 50795173133
btime 1218807985
processes 116889
procs_running 1
procs_blocked 0

Innanzitutto, è necessario determinare quante CPU (o processori o core di elaborazione) sono disponibili nel sistema. Per fare ciò, contare il numero di voci 'cpuN', dove N inizia da 0 e aumenta. Non contare la linea 'cpu', che è una combinazione delle linee cpuN. Nel mio esempio, puoi vedere cpu0 tramite cpu3, ​​per un totale di 4 processori. D'ora in poi, puoi ignorare cpu0..cpu3 e concentrarti solo sulla linea 'cpu'.

Successivamente, è necessario sapere che il quarto numero in queste righe è una misura del tempo di inattività, e quindi il quarto numero sulla riga 'cpu' è il tempo di inattività totale per tutti i processori dal momento dell'avvio. Questa volta è misurata in "jiffies" di Linux, che sono 1/100 di secondo ciascuno.

Ma non ti interessa il tempo di inattività totale; ti interessa il tempo di inattività in un determinato periodo, ad esempio l'ultimo secondo. Calcolalo, devi leggere questo file due volte, a 1 secondo di distanza, quindi puoi fare una diff del quarto valore della riga. Ad esempio, se prendi un campione e ottieni:

cpu  2330047 0 2365006 1063853632 9035 9463 96114 0

Quindi un secondo dopo ottieni questo esempio:

cpu  2330047 0 2365007 1063854028 9035 9463 96114 0

Sottrai i due numeri e otterrai un differenziale di 396, il che significa che la tua CPU è stata inattiva per 3,96 secondi negli ultimi 1,00 secondi. Il trucco, ovviamente, è che devi dividere per il numero di processori. 3.96 / 4 = 0.99 e c'è la tua percentuale inattiva; 99% inattivo e 1% occupato.

Nel mio codice, ho un buffer ad anello di 360 voci e leggo questo file ogni secondo. Ciò mi consente di calcolare rapidamente l'utilizzo della CPU per 1 secondo, 10 secondi, ecc., Fino a 1 ora.

Per le informazioni specifiche del processo, devi cercare in / proc / pid ; se non ti interessa il tuo pid, puoi guardare in / proc / self.

La CPU utilizzata dal processo è disponibile in / proc / self / stat . Questo è un file dall'aspetto strano costituito da una singola riga; per esempio:

19340 (whatever) S 19115 19115 3084 34816 19115 4202752 118200 607 0 0 770 384 2
 7 20 0 77 0 266764385 692477952 105074 4294967295 134512640 146462952 321468364
8 3214683328 4294960144 0 2147221247 268439552 1276 4294967295 0 0 17 0 0 0 0

I dati importanti qui sono i token 13 e 14 (qui 0 e 770). Il 13 ° token è il numero di jiffie che il processo ha eseguito in modalità utente e il 14 ° è il numero di jiffie che il processo ha eseguito in modalità kernel. Aggiungi i due insieme e avrai il suo utilizzo totale della CPU.

Ancora una volta, dovrai campionare periodicamente questo file e calcolare il diff, al fine di determinare l'utilizzo della CPU nel tempo.

Modificare: ricorda che quando calcoli l'utilizzo della CPU del tuo processo, devi prendere in considerazione 1) il numero di thread nel tuo processo e 2) il numero di processori nel sistema. Ad esempio, se il processo a thread singolo utilizza solo il 25% della CPU, ciò potrebbe essere positivo o negativo. Buono su un sistema a singolo processore, ma cattivo su un sistema a 4 processori; ciò significa che il processo è in esecuzione costante e utilizza il 100% dei cicli CPU disponibili.

Per le informazioni sulla memoria specifiche del processo, devi guardare / proc / self / status, che assomiglia a questo:

Name:   whatever
State:  S (sleeping)
Tgid:   19340
Pid:    19340
PPid:   19115
TracerPid:      0
Uid:    0       0       0       0
Gid:    0       0       0       0
FDSize: 256
Groups: 0 1 2 3 4 6 10 11 20 26 27
VmPeak:   676252 kB
VmSize:   651352 kB
VmLck:         0 kB
VmHWM:    420300 kB
VmRSS:    420296 kB
VmData:   581028 kB
VmStk:       112 kB
VmExe:     11672 kB
VmLib:     76608 kB
VmPTE:      1244 kB
Threads:        77
SigQ:   0/36864
SigPnd: 0000000000000000
ShdPnd: 0000000000000000
SigBlk: fffffffe7ffbfeff
SigIgn: 0000000010001000
SigCgt: 20000001800004fc
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: 00000000ffffffff
CapEff: 00000000fffffeff
Cpus_allowed:   0f
Mems_allowed:   1
voluntary_ctxt_switches:        6518
nonvoluntary_ctxt_switches:     6598

Le voci che iniziano con "Vm" sono interessanti:

  • VmPeak è lo spazio di memoria virtuale massimo utilizzato dal processo, in KB (1024 byte).
  • VmSize è lo spazio di memoria virtuale corrente utilizzato dal processo, in KB. Nel mio esempio, è piuttosto grande: 651.352 kB, o circa 636 megabyte.
  • VmRss è la quantità di memoria che è stata mappata nello spazio degli indirizzi del processo o la sua dimensione impostata residente. Questo è sostanzialmente più piccolo (420.296 kB, o circa 410 megabyte). La differenza: il mio programma ha mappato 636 MB tramite mmap (), ma ha avuto accesso solo a 410 MB e quindi solo 410 MB di pagine sono stati assegnati ad esso.

L'unico elemento di cui non sono sicuro è Swapspace attualmente utilizzato dal mio processo . Non so se questo è disponibile.


1
Grazie Martin, se avessi raccolto tutte queste informazioni in un unico posto, mi avrebbe risparmiato un paio di notti insonni ... Tuttavia, per la CPU del processo corrente penso che la funzione times () sia un approccio più semplice e affidabile. A proposito: Swapspace del processo corrente = VmSize - VmRSS, non è vero?
Lanzelot,

14

in Windows puoi ottenere l'utilizzo della cpu tramite il codice seguente:

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

    //------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    // Prototype(s)...
    //------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    CHAR cpuusage(void);

    //-----------------------------------------------------
    typedef BOOL ( __stdcall * pfnGetSystemTimes)( LPFILETIME lpIdleTime, LPFILETIME lpKernelTime, LPFILETIME lpUserTime );
    static pfnGetSystemTimes s_pfnGetSystemTimes = NULL;

    static HMODULE s_hKernel = NULL;
    //-----------------------------------------------------
    void GetSystemTimesAddress()
    {
        if( s_hKernel == NULL )
        {   
            s_hKernel = LoadLibrary( L"Kernel32.dll" );
            if( s_hKernel != NULL )
            {
                s_pfnGetSystemTimes = (pfnGetSystemTimes)GetProcAddress( s_hKernel, "GetSystemTimes" );
                if( s_pfnGetSystemTimes == NULL )
                {
                    FreeLibrary( s_hKernel ); s_hKernel = NULL;
                }
            }
        }
    }
    //----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    //----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    // cpuusage(void)
    // ==============
    // Return a CHAR value in the range 0 - 100 representing actual CPU usage in percent.
    //----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    CHAR cpuusage()
    {
        FILETIME               ft_sys_idle;
        FILETIME               ft_sys_kernel;
        FILETIME               ft_sys_user;

        ULARGE_INTEGER         ul_sys_idle;
        ULARGE_INTEGER         ul_sys_kernel;
        ULARGE_INTEGER         ul_sys_user;

        static ULARGE_INTEGER    ul_sys_idle_old;
        static ULARGE_INTEGER  ul_sys_kernel_old;
        static ULARGE_INTEGER  ul_sys_user_old;

        CHAR  usage = 0;

        // we cannot directly use GetSystemTimes on C language
        /* add this line :: pfnGetSystemTimes */
        s_pfnGetSystemTimes(&ft_sys_idle,    /* System idle time */
            &ft_sys_kernel,  /* system kernel time */
            &ft_sys_user);   /* System user time */

        CopyMemory(&ul_sys_idle  , &ft_sys_idle  , sizeof(FILETIME)); // Could been optimized away...
        CopyMemory(&ul_sys_kernel, &ft_sys_kernel, sizeof(FILETIME)); // Could been optimized away...
        CopyMemory(&ul_sys_user  , &ft_sys_user  , sizeof(FILETIME)); // Could been optimized away...

        usage  =
            (
            (
            (
            (
            (ul_sys_kernel.QuadPart - ul_sys_kernel_old.QuadPart)+
            (ul_sys_user.QuadPart   - ul_sys_user_old.QuadPart)
            )
            -
            (ul_sys_idle.QuadPart-ul_sys_idle_old.QuadPart)
            )
            *
            (100)
            )
            /
            (
            (ul_sys_kernel.QuadPart - ul_sys_kernel_old.QuadPart)+
            (ul_sys_user.QuadPart   - ul_sys_user_old.QuadPart)
            )
            );

        ul_sys_idle_old.QuadPart   = ul_sys_idle.QuadPart;
        ul_sys_user_old.QuadPart   = ul_sys_user.QuadPart;
        ul_sys_kernel_old.QuadPart = ul_sys_kernel.QuadPart;

        return usage;
    }
    //------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    // Entry point
    //------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    int main(void)
    {
        int n;
        GetSystemTimesAddress();
        for(n=0;n<20;n++)
        {
            printf("CPU Usage: %3d%%\r",cpuusage());
            Sleep(2000);
        }
        printf("\n");
        return 0;
    }

può essere modificato per una funzione DLL esterna che posso chiamare in seguito in c #?
Nico,

11
La formattazione di usage =è la cosa più creativa che ho visto da un po 'di tempo, per nulla leggibile ma creativa
ViRuSTriNiTy

Attenzione: l'espressione nel codice sopra che calcola "utilizzo" è lontana. Se il sistema fosse inattivo, si dividerebbe per zero. Nel caso in cui il tempo di inattività fosse uguale al tempo utente + kernel, produrrebbe 0 anziché il 50% come ci si aspetterebbe.
Andrei Belogortseff,

Inoltre, tieni presente che, secondo l'attuale MSDN, il tempo del kernel include anche il tempo di inattività!
Andrei Belogortseff,

@sayyedmohsenzahraee: non ne ho esaminato la logica, solo un commento sul codice stesso. 1) Utilizzare semplici variabili a 64 bit anziché un unione, ovvero ULONGLONGper VS anziché ULARGE_INTEGER. 2) Stai chiamando cose troppo complicate CopyMemory(), basta fare ULONGLONG ul_sys_idle = *(ULONGLONG*)&ft_sys_idle;invece. Sarà tradotto in una singola CPU mov(o lea) istruzione.
ahmd0

12

Linux

Un modo portatile di leggere la memoria e caricare i numeri è la sysinfochiamata

uso

   #include <sys/sysinfo.h>

   int sysinfo(struct sysinfo *info);

DESCRIZIONE

   Until Linux 2.3.16, sysinfo() used to return information in the
   following structure:

       struct sysinfo {
           long uptime;             /* Seconds since boot */
           unsigned long loads[3];  /* 1, 5, and 15 minute load averages */
           unsigned long totalram;  /* Total usable main memory size */
           unsigned long freeram;   /* Available memory size */
           unsigned long sharedram; /* Amount of shared memory */
           unsigned long bufferram; /* Memory used by buffers */
           unsigned long totalswap; /* Total swap space size */
           unsigned long freeswap;  /* swap space still available */
           unsigned short procs;    /* Number of current processes */
           char _f[22];             /* Pads structure to 64 bytes */
       };

   and the sizes were given in bytes.

   Since Linux 2.3.23 (i386), 2.3.48 (all architectures) the structure
   is:

       struct sysinfo {
           long uptime;             /* Seconds since boot */
           unsigned long loads[3];  /* 1, 5, and 15 minute load averages */
           unsigned long totalram;  /* Total usable main memory size */
           unsigned long freeram;   /* Available memory size */
           unsigned long sharedram; /* Amount of shared memory */
           unsigned long bufferram; /* Memory used by buffers */
           unsigned long totalswap; /* Total swap space size */
           unsigned long freeswap;  /* swap space still available */
           unsigned short procs;    /* Number of current processes */
           unsigned long totalhigh; /* Total high memory size */
           unsigned long freehigh;  /* Available high memory size */
           unsigned int mem_unit;   /* Memory unit size in bytes */
           char _f[20-2*sizeof(long)-sizeof(int)]; /* Padding to 64 bytes */
       };

   and the sizes are given as multiples of mem_unit bytes.

3

QNX

Poiché questo è come un "wikipage di codice", voglio aggiungere un po 'di codice dalla knowledge base di QNX (nota: questo non è il mio lavoro, ma l'ho verificato e funziona bene sul mio sistema):

Come ottenere l'utilizzo della CPU in%: http://www.qnx.com/support/knowledgebase.html?id=50130000000P9b5

#include <atomic.h>
#include <libc.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/iofunc.h>
#include <sys/neutrino.h>
#include <sys/resmgr.h>
#include <sys/syspage.h>
#include <unistd.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/debug.h>
#include <sys/procfs.h>
#include <sys/syspage.h>
#include <sys/neutrino.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
#include <devctl.h>
#include <errno.h>

#define MAX_CPUS 32

static float Loads[MAX_CPUS];
static _uint64 LastSutime[MAX_CPUS];
static _uint64 LastNsec[MAX_CPUS];
static int ProcFd = -1;
static int NumCpus = 0;


int find_ncpus(void) {
    return NumCpus;
}

int get_cpu(int cpu) {
    int ret;
    ret = (int)Loads[ cpu % MAX_CPUS ];
    ret = max(0,ret);
    ret = min(100,ret);
    return( ret );
}

static _uint64 nanoseconds( void ) {
    _uint64 sec, usec;
    struct timeval tval;
    gettimeofday( &tval, NULL );
    sec = tval.tv_sec;
    usec = tval.tv_usec;
    return( ( ( sec * 1000000 ) + usec ) * 1000 );
}

int sample_cpus( void ) {
    int i;
    debug_thread_t debug_data;
    _uint64 current_nsec, sutime_delta, time_delta;
    memset( &debug_data, 0, sizeof( debug_data ) );

    for( i=0; i<NumCpus; i++ ) {
        /* Get the sutime of the idle thread #i+1 */
        debug_data.tid = i + 1;
        devctl( ProcFd, DCMD_PROC_TIDSTATUS,
        &debug_data, sizeof( debug_data ), NULL );
        /* Get the current time */
        current_nsec = nanoseconds();
        /* Get the deltas between now and the last samples */
        sutime_delta = debug_data.sutime - LastSutime[i];
        time_delta = current_nsec - LastNsec[i];
        /* Figure out the load */
        Loads[i] = 100.0 - ( (float)( sutime_delta * 100 ) / (float)time_delta );
        /* Flat out strange rounding issues. */
        if( Loads[i] < 0 ) {
            Loads[i] = 0;
        }
        /* Keep these for reference in the next cycle */
        LastNsec[i] = current_nsec;
        LastSutime[i] = debug_data.sutime;
    }
    return EOK;
}

int init_cpu( void ) {
    int i;
    debug_thread_t debug_data;
    memset( &debug_data, 0, sizeof( debug_data ) );
/* Open a connection to proc to talk over.*/
    ProcFd = open( "/proc/1/as", O_RDONLY );
    if( ProcFd == -1 ) {
        fprintf( stderr, "pload: Unable to access procnto: %s\n",strerror( errno ) );
        fflush( stderr );
        return -1;
    }
    i = fcntl(ProcFd,F_GETFD);
    if(i != -1){
        i |= FD_CLOEXEC;
        if(fcntl(ProcFd,F_SETFD,i) != -1){
            /* Grab this value */
            NumCpus = _syspage_ptr->num_cpu;
            /* Get a starting point for the comparisons */
            for( i=0; i<NumCpus; i++ ) {
                /*
                * the sutime of idle thread is how much
                * time that thread has been using, we can compare this
                * against how much time has passed to get an idea of the
                * load on the system.
                */
                debug_data.tid = i + 1;
                devctl( ProcFd, DCMD_PROC_TIDSTATUS, &debug_data, sizeof( debug_data ), NULL );
                LastSutime[i] = debug_data.sutime;
                LastNsec[i] = nanoseconds();
            }
            return(EOK);
        }
    }
    close(ProcFd);
    return(-1);
}

void close_cpu(void){
    if(ProcFd != -1){
        close(ProcFd);
        ProcFd = -1;
    }
}

int main(int argc, char* argv[]){
    int i,j;
    init_cpu();
    printf("System has: %d CPUs\n", NumCpus);
    for(i=0; i<20; i++) {
        sample_cpus();
        for(j=0; j<NumCpus;j++)
        printf("CPU #%d: %f\n", j, Loads[j]);
        sleep(1);
    }
    close_cpu();
}

Come ottenere la memoria (!) Gratuita: http://www.qnx.com/support/knowledgebase.html?id=50130000000mlbx

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <err.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>

int main( int argc, char *argv[] ){
    struct stat statbuf;
    paddr_t freemem;
    stat( "/proc", &statbuf );
    freemem = (paddr_t)statbuf.st_size;
    printf( "Free memory: %d bytes\n", freemem );
    printf( "Free memory: %d KB\n", freemem / 1024 );
    printf( "Free memory: %d MB\n", freemem / ( 1024 * 1024 ) );
    return 0;
} 

1

Mac OS X - CPU

Utilizzo complessivo della CPU:

Da recuperare le informazioni di sistema su MacOS X? :

#include <mach/mach_init.h>
#include <mach/mach_error.h>
#include <mach/mach_host.h>
#include <mach/vm_map.h>

static unsigned long long _previousTotalTicks = 0;
static unsigned long long _previousIdleTicks = 0;

// Returns 1.0f for "CPU fully pinned", 0.0f for "CPU idle", or somewhere in between
// You'll need to call this at regular intervals, since it measures the load between
// the previous call and the current one.
float GetCPULoad()
{
   host_cpu_load_info_data_t cpuinfo;
   mach_msg_type_number_t count = HOST_CPU_LOAD_INFO_COUNT;
   if (host_statistics(mach_host_self(), HOST_CPU_LOAD_INFO, (host_info_t)&cpuinfo, &count) == KERN_SUCCESS)
   {
      unsigned long long totalTicks = 0;
      for(int i=0; i<CPU_STATE_MAX; i++) totalTicks += cpuinfo.cpu_ticks[i];
      return CalculateCPULoad(cpuinfo.cpu_ticks[CPU_STATE_IDLE], totalTicks);
   }
   else return -1.0f;
}

float CalculateCPULoad(unsigned long long idleTicks, unsigned long long totalTicks)
{
  unsigned long long totalTicksSinceLastTime = totalTicks-_previousTotalTicks;
  unsigned long long idleTicksSinceLastTime  = idleTicks-_previousIdleTicks;
  float ret = 1.0f-((totalTicksSinceLastTime > 0) ? ((float)idleTicksSinceLastTime)/totalTicksSinceLastTime : 0);
  _previousTotalTicks = totalTicks;
  _previousIdleTicks  = idleTicks;
  return ret;
}

0

Per Linux È inoltre possibile utilizzare / proc / self / statm per ottenere una singola riga di numeri contenente informazioni sulla memoria di processo chiave che è una cosa più veloce da elaborare rispetto a un lungo elenco di informazioni segnalate ottenute da proc / self / status

Vedi http://man7.org/linux/man-pages/man5/proc.5.html

   /proc/[pid]/statm
          Provides information about memory usage, measured in pages.
          The columns are:

              size       (1) total program size
                         (same as VmSize in /proc/[pid]/status)
              resident   (2) resident set size
                         (same as VmRSS in /proc/[pid]/status)
              shared     (3) number of resident shared pages (i.e., backed by a file)
                         (same as RssFile+RssShmem in /proc/[pid]/status)
              text       (4) text (code)
              lib        (5) library (unused since Linux 2.6; always 0)
              data       (6) data + stack
              dt         (7) dirty pages (unused since Linux 2.6; always 0)

1
Qualcuno sa quanto sia affidabile la dimensione totale riportata nelle pagine? Questa impronta reale è presente nelle pagine mem?
niken,

-1

Ho usato questo codice nel mio progetto C ++ e ha funzionato bene:

static HANDLE self;
static int numProcessors;
SYSTEM_INFO sysInfo;

double percent;

numProcessors = sysInfo.dwNumberOfProcessors;

//Getting system times information
FILETIME SysidleTime;
FILETIME SyskernelTime; 
FILETIME SysuserTime; 
ULARGE_INTEGER SyskernelTimeInt, SysuserTimeInt;
GetSystemTimes(&SysidleTime, &SyskernelTime, &SysuserTime);
memcpy(&SyskernelTimeInt, &SyskernelTime, sizeof(FILETIME));
memcpy(&SysuserTimeInt, &SysuserTime, sizeof(FILETIME));
__int64 denomenator = SysuserTimeInt.QuadPart + SyskernelTimeInt.QuadPart;  

//Getting process times information
FILETIME ProccreationTime, ProcexitTime, ProcKernelTime, ProcUserTime;
ULARGE_INTEGER ProccreationTimeInt, ProcexitTimeInt, ProcKernelTimeInt, ProcUserTimeInt;
GetProcessTimes(self, &ProccreationTime, &ProcexitTime, &ProcKernelTime, &ProcUserTime);
memcpy(&ProcKernelTimeInt, &ProcKernelTime, sizeof(FILETIME));
memcpy(&ProcUserTimeInt, &ProcUserTime, sizeof(FILETIME));
__int64 numerator = ProcUserTimeInt.QuadPart + ProcKernelTimeInt.QuadPart;
//QuadPart represents a 64-bit signed integer (ULARGE_INTEGER)

percent = 100*(numerator/denomenator);

Non hai valori come 0,00% e valori, oltre il 100% con questo meccanismo?
Buddhika Chaturanga,

È per Mac OS?
RuLoViC,

@RuLoViC È per Windows.
rettangolare
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