如何在Linux中计算多进程应用程序的CPU使用情况

Question

我试图用C/C++编写一个程序，使其像Linux中的top命令一样运行。 我已经进行了一些研究，已经知道如何计算进程的CPU使用率。我们可以通过计算/proc/[PID]/stat中的stime + utime在当前时间和几秒钟后来获取CPU使用情况。然后计算stime + utime差异并将结果除以uptime差异，然后我们就得到了CPU使用百分比。对于单个进程/多线程进程，这将非常容易。 问题出现在像httpd这样的多进程情况下。当Web服务器繁忙时，httpd会派生子进程来服务大量请求。然后我计算总进程数，假设为500。我想计算这些进程的CPU使用率，但是将它们汇总起来，所以我只看到1个httpd CPU使用率。但是，如果我按照上面提到的算法进行计算，当进程数量在几秒钟后减少到<500时，我会得到负值，因为计算将如下（例如，我随意选择了一个数字，只是为了给您简要描述）：

Uptime: 155123, No of processes : 500, Stime + Utime total of 500 processes : 3887481923874
Uptime: 155545, No of processes : 390, Stime + Utime total of 390 processes : 2887123343874

如果您看上面的例子，Stime + Utime的差将产生负值，因为进程数量在减少，并且在几毫秒后给出较低的值。我只想知道是否有其他计算方式来处理这种进程行为？谢谢。

- Luck Haryadi

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你如何确定进程集？通过它的进程组吗？通过程序名称吗？ - Basile Starynkevitch

首先，我获取主父进程。我知道它的ppid为1，假设它的pid为1227。然后，在整个/proc/目录中搜索，该目录的ppid为1227。如果/proc/pid1/stat具有ppid 1227，则将其utime和stime添加到1227 utime和stime中。 - Luck Haryadi

Answer 1

我建议将每个进程的数据分开保存。
当你有一个新样本时，每个进程可能属于以下三种情况之一：
1. 之前和之后都存在 - 从新值中减去旧值。
2. 现在存在，但以前不存在 - 只需使用新值。
3. 以前存在，但现在不存在 - 忽略它。这里可能会有遗漏，因为它可能在你的采样期间使用了90%的CPU，但我希望你不需要完美的准确性。

这样做可以让你在样本之间保留更多的数据，并且需要使用更复杂的数据结构，但应该可以得到合理的结果。

- ugoren

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是的，我认为这将解决问题，但需要一些复杂的工作。我会尽量保留存在足够长时间的前200个PID，并不断减去它们，直到有一个得到0并用新来者替换它。然后将减法结果添加到一个容器中，与新来者混合。我想我应该尝试这个方法。谢谢。 - Luck Haryadi

Answer 2

如果您需要准确的结果或进程寿命很短，则必须在进程终止时阅读进程的时间使用情况。

至少有两种方法：

1）使用wait4（2）或wait3（2）函数等待进程终止。这些函数将返回进程的utime和stime。

2）将终止的进程保持为僵尸状态，直到读取/prox/<pid>/stat。

- SKi