Linux系统C语言获取所有CPU核心的利用率“/proc/stat”

源码地址：https://github.com/Rtoax/test/blob/master/c/cpu/cpu_occupy-proc-stat.c

首先看一下文件"/proc/stat"

//"/proc/stat"
//---------------------------------
//      user, nice, system, idle, iowait, irq, softirq, steal, guest, guest_nice.
//cpu  195044598 6619 410450970 967314001 64039 0 85058 394458 0 0
//cpu0 48705507 1701 102480874 241499274 14130 0 82302 103069 0 0
//cpu1 48866063 1895 102699462 241657644 15853 0 1245 97930 0 0
//cpu2 48782413 1260 102714102 242031473 18001 0 790 96743 0 0
//cpu3 48690614 1762 102556531 242125609 16054 0 720 96715 0 0

上面的数值依次为：user, nice, system, idle, iowait, irq, softirq, steal, guest, guest_nice.

根据计算公式

(user + nice + system)/(user + nice + system + idle + iowait + irq + softirq)*100%

或者省去一些项

(user + nice + system)/(user + nice + system + idle)*100%

需要注意的是，我们需要统计一段时间的值来计算瞬时CPU利用率。那我们修改公式为：

[(user1 + nice1 + system1) - (user0 + nice0 + system0)]/[(user1 + nice1 + system1 + idle1) - (user0 + nice0 + system0 + idle0)]*100%

是不是很简单。下面给出完整的程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>#define NR_CPU_CORES    sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN)   //CPU核心总数struct __cpu_core_stat {        //"/proc/stat"//---------------------------------//      user, nice, system, idle, iowait, irq, softirq, steal, guest, guest_nice.//cpu  195044598 6619 410450970 967314001 64039 0 85058 394458 0 0//cpu0 48705507 1701 102480874 241499274 14130 0 82302 103069 0 0//cpu1 48866063 1895 102699462 241657644 15853 0 1245 97930 0 0//cpu2 48782413 1260 102714102 242031473 18001 0 790 96743 0 0//cpu3 48690614 1762 102556531 242125609 16054 0 720 96715 0 0long double user, nice, system, idle, iowait, irq, softirq, steal, guest, guest_nice;
};struct __cpu_core_stat_pair {struct __cpu_core_stat stat[2]; //0-start, 1-endstruct {int integer, decimal;}occupy;
//    long double occupy;
};struct cpu_cores_occupy {int nr_cpu_core;struct __cpu_core_stat_pair *cpus_stat;};static int cpu_cores_occupy_init(struct cpu_cores_occupy *cco)
{if(!cco)return -1;cco->nr_cpu_core = NR_CPU_CORES;cco->cpus_stat = malloc(sizeof(struct __cpu_core_stat_pair)*(NR_CPU_CORES+1));return 0;
}static int __cpu_cores_occupy_get(struct cpu_cores_occupy *cco, int stat_idx/*0-start, 1-end*/)
{int icore = 0;FILE *fp;struct __cpu_core_stat_pair *cpus_stat = cco->cpus_stat;fp = fopen("/proc/stat","r");for(icore=0;icore<=cco->nr_cpu_core;icore++) {fscanf(fp,"%*s %Lf %Lf %Lf %Lf %Lf %Lf %Lf %Lf %Lf %Lf",&cpus_stat[icore].stat[stat_idx].user, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].nice, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].system, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].idle, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].iowait, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].irq, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].softirq, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].steal, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].guest, &cpus_stat[icore].stat[stat_idx].guest_nice);}fclose(fp);
}static int cpu_cores_occupy_getstart(struct cpu_cores_occupy *cco)
{return __cpu_cores_occupy_get(cco, 0);
}static int cpu_cores_occupy_getend(struct cpu_cores_occupy *cco)
{return __cpu_cores_occupy_get(cco, 1);
}static int cpu_cores_occupy_call(struct cpu_cores_occupy *cco)
{int icore = 0, idx;struct __cpu_core_stat_pair *cpus_stat = cco->cpus_stat;for(icore=0;icore<=cco->nr_cpu_core;icore++) {struct __cpu_core_stat *s0 = &cpus_stat[icore].stat[0];struct __cpu_core_stat *s1 = &cpus_stat[icore].stat[1];long double s0_0 = (s0->user+s0->nice+s0->system);long double s1_0 = (s1->user+s1->nice+s1->system);long double s0_1 = (s0->user+s0->nice+s0->system+s0->idle);long double s1_1 = (s1->user+s1->nice+s1->system+s1->idle);long double occupy = (s1_0 - s0_0) / (s1_1 - s0_1);cpus_stat[icore].occupy.integer = (int)(occupy*100);cpus_stat[icore].occupy.decimal = (int)(occupy*10000);//        printf("cpu%d %Lf = (%Lf - %Lf) / (%Lf - %Lf)\n", icore-1, cpus_stat[icore].occupy, s1_0, s0_0, s1_1, s0_1);                            }
}static int cpu_cores_occupy_display(struct cpu_cores_occupy *cco)
{int icore = 0;struct __cpu_core_stat_pair *cpus_stat = cco->cpus_stat;system("clear");for(icore=0;icore<=cco->nr_cpu_core;icore++) {printf("cpu%d \t%3d.%-4d %%\n", icore-1,cpus_stat[icore].occupy.integer, cpus_stat[icore].occupy.decimal);}}int main()
{struct cpu_cores_occupy cco;cpu_cores_occupy_init(&cco);for(;;){cpu_cores_occupy_getstart(&cco);sleep(1);cpu_cores_occupy_getend(&cco);cpu_cores_occupy_call(&cco);cpu_cores_occupy_display(&cco);}
}

开始运行

[root@localhost cpu]# ./a.out
cpu-1     0.25   %
cpu0      0.0    %
cpu1      1.101  %
cpu2      0.0    %
cpu3      0.0    %

我们写一个有自旋锁死锁的程序，或者干脆一个while(1);并绑定核心运行，如下：

[root@localhost c]# taskset -c 1 ./a.out &
[1] 182556
[root@localhost c]# taskset -c 3 ./a.out &
[2] 182569

结果如下：

即可看见CPU利用率100%的情况，然后我们用top指令验证一下：

确认无误，下班。

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