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：

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：

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：

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' )