ps 和 top 的cpu区别

女爷i 2022-05-24 03:48 282阅读 0赞

## cpu的计算 ##

## ps cpu的定义 ##

man page中给出的定义：

> cpu utilization of the process in “\#\#.\#” format. Currently, it is the CPU time used divided by the time the process has been running (cputime/realtime ratio), expressed as a percentage. It will not add up to 100% unless you are lucky. (alias pcpu).

*  cputime:进程生命周期中使用cpu的时间
 *  realtime:进程生命周期
 *  %cpu = cputime/realtime\*100， 不可能达到100%

## top cpu的定义 ##

man page 定义：

> The task’s share of the elapsed CPU time since the last screen update, expressed as a percentage of total CPU time. In a true SMP environment, if ‘Irix mode’ is Off, top will operate in ‘Solaris mode’ where a task’s cpu usage will be divided by the total number of CPUs. You toggle ‘Irix/Solaris’ modes with the ‘I’ interactive command.

默认情况下是3s刷新一次屏幕，也就是3s内的cpu使用情况。

ps是从进程启动就开始计算，是平均的占用率；而top是从上次刷新开始算的，一般几秒钟一刷，可以认为是即时的。而且top默认cpu的占用率的和并不是100%，而是核数x100%，所以有时会有一个进程占用超过100%的情况。

top命令中的%CPU字段表示：在一个固定的间隔时间内，某个进程使用的CPU时间占总CPU时间（即这段间隔时间）的比值。\[在Window操作系统下的资源管理器中的CPU字段含义也是如此\]

### 手动计算top命令中的%CPU字段 ###

*  利用ps  
    确定一个间隔时间，在间隔时间的开始处，执行ps命令，获取某个进程在开始处已经使用的CPU时间；在间隔时间的结束处，执行ps命令，获取某个进程在结束处已经使用的CPU时间。  
    间隔时间内进程使用的CPU时间=结束处使用的CPU时间-开始处使用的CPU时间  
    %CPU=间隔时间内进程使用的CPU时间\*100/CPU总时间（即间隔时间长度）
 *  利用/proc下的数据  
    ps命令的数据来自于/proc目录下的文件，因而如果直接使用/proc下的数据也是可以实现“手动计算top命令中的%CPU字段”的目标的

## 进程proc参数定义 ##

$ cat /proc/28433/stat
    28433 
    (happy-agent) 
    S 
    1 ppid
    28395 pgrp
    28395 session
    0 tty
    -1 tpgid
    4202496 
    80653 
    91801047 
    0 
    0 
    96 utime
    94 ctime
    2932 uctime
    4477 sctime
    20 
    0 
    10 
    0 
    2219421267   start time 
    181817344 1887 18446744073709551615 1 1 0 0 0 0 0 3 2143420156 18446744073709551615 0 0 17 31 0 0 0 
    0 
    0

其中，第14,15,16.17, 21个参含义如下：

*  utime=1587 该任务在用户态运行的时间，单位为jiffies
 *  stime=1 该任务在核心态运行的时间，单位为jiffies
 *  cutime=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经在用户态运行的时间，单位为jiffies  
    (子进程用户态消耗的时间)
 *  cstime=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经在核心态运行的时间，单位为jiffies  
    (子进程内核态消耗的时间)
 *  start\_time 进程的启动时间(相对于系统开机时刻), 单位为jiffies

ps 命令中的time字段表示占用cpu时间，

$ ps –p 1222 –otime

这个时间是如何计算的呢？

通过与/proc/pid/stat中数据的比对，可以得出ps的cpu时间

> time=utime + systime

则ps的%CPU=time/进程生命周期。

## 使用proc数据计算进程CPU百分比 ##

**计算公式**：

> %CPU=cpu\_time/interval

### cpu\_time的计算 ###

通常，进程占用cpu时间cpu\_time有两种方式：

**一种方式**：

> utime+stime+uctime+sctime

这个4个参数可以通过如下方式得到：

$ cat /proc/28433/stat | cut -d" " -f 14,15,16,17
    498 402 12752 19498

即

> cpu\_time = (utime+stime+uctime+sctime)/HZ

**另一种方式**  
只考虑进程自身的使用时间，不考虑子进程的使用时间。

> utime+stime

即

> cpu\_time = (utime+stime)/HZ

### HZ的计算 ###

HZ表示1s 振动次数（滴答数）。

可使用命令返回每秒钟的滴答数HZ

$ getconf CLK_TCK

总滴答数除以HZ就是，就是以秒为单位的时间

### 时间间隔interval的计算 ###

可以使用开机启动时间计算间隔：

> interval = uptime1 – uptime2

而系统启动时间，单位就是秒

$ cat /proc/uptime  | cut -d" " -f 1
    22289498.57

## 参考 ##

/proc/pid/stat各字段含义  
[https://www.linuxidc.com/Linux/2010-12/30589.htm][https_www.linuxidc.com_Linux_2010-12_30589.htm]

如何获取进程已经运行的时间  
[http://smilejay.com/2012/05/get\_process\_time/][http_smilejay.com_2012_05_get_process_time]

ps 和top命令的cpu  
[https://unix.stackexchange.com/questions/58539/top-and-ps-not-showing-the-same-cpu-result][https_unix.stackexchange.com_questions_58539_top-and-ps-not-showing-the-same-cpu-result]

cpu占用率  
[http://www.samirchen.com/linux-cpu-performance/][http_www.samirchen.com_linux-cpu-performance]

[https://stackoverflow.com/questions/16726779/how-do-i-get-the-total-cpu-usage-of-an-application-from-proc-pid-stat][https_stackoverflow.com_questions_16726779_how-do-i-get-the-total-cpu-usage-of-an-application-from-proc-pid-stat]

[https://segmentfault.com/a/1190000008567845][https_segmentfault.com_a_1190000008567845]

[https_www.linuxidc.com_Linux_2010-12_30589.htm]: https://www.linuxidc.com/Linux/2010-12/30589.htm
[http_smilejay.com_2012_05_get_process_time]: http://smilejay.com/2012/05/get_process_time/
[https_unix.stackexchange.com_questions_58539_top-and-ps-not-showing-the-same-cpu-result]: https://unix.stackexchange.com/questions/58539/top-and-ps-not-showing-the-same-cpu-result
[http_www.samirchen.com_linux-cpu-performance]: http://www.samirchen.com/linux-cpu-performance/
[https_stackoverflow.com_questions_16726779_how-do-i-get-the-total-cpu-usage-of-an-application-from-proc-pid-stat]: https://stackoverflow.com/questions/16726779/how-do-i-get-the-total-cpu-usage-of-an-application-from-proc-pid-stat
[https_segmentfault.com_a_1190000008567845]: https://segmentfault.com/a/1190000008567845