Python入门之——系统性能信息模块psutil

psutil是一个跨平台库，能够轻松实现获取系统运行的进程和系统利用率（包括CPU、内存、磁盘、网络等）信息。它主要应用于系统监控，分析和限制系统资源及进程的管理。它实现了同等命令行工具提供的功能，如ps、top、lsof、netstat、ifconfig、who、df、kill、free、nice、ionice、iostat、iotop、uptime、pidof、tty、taskset、pmap等。目前支持32位和64位的Linux、Windows、OS X、FreeBSD和Sun Solaris等操作系统，支持从2.4到3.4的Python版本。**通常我们获取操作系统信息往往采用编写shell来实现**，如获取当前物理内存总大小及已使用大小，shell命令如下：

物理内存total值：free -m | grep Mem | awk '{print $2}'
物理内存used值：free -m | grep Mem | awk '{print $3}'

相比较而言，使用psutil库实现的代码如下，psutil大小单位一般都采用字节，如下：

>>> import psutil
>>> mem = psutil.virtul_memory()
>>> mem.total,mem.used
(506277888L, 500367360L)

获取系统性能信息

采集系统的基本性能信息包括CPU、内存、磁盘、网络等，可以完整描述当前系统的运行状态及质量，psutil模块已经封装了这些方法。
Linux操作系统的CPU利用率有以下几个部分：

User Time，执行用户进程的时间百分比
System Time，执行内核进程和中断的时间百分比
Wait IO，由于IO等待而使CPU处于idle状态的时间百分比
Idle，CPU处于idle状态的时间百分比
psutil.cpu_times()方法可以简单地得到这些信息，同时也可以获取CPU的硬件相关信息，比如CPU的物理个数与逻辑个数。

>>> import psutil
>>> psutil.cpu_times() # 获取CPU完整信息，需要显示所有逻辑CPU信息，指定方法变量percpu=True即可
scputimes(user=38.0399999999999, nice=0.01, system=110.88, idle=177062.59, iowait=53.399999999999, irq=2.91000000000001, softirq=79.5799999999999998, steal=0.0, quest=0.0)
>>> psutil.cpu_times().user # 获取单项数据信息，如用户user的CPU时间比
38.0
>>> psutil.cpu_count() # 获取cpu的逻辑个数，默认logical=True4
>>> psutil.cpu_count(logical=False) # 获取CPU的物理个数
2

Linux系统的内存利用率信息涉及total（内存总数）、used（已使用的内存数）、free（空间内存数）、buffers（缓冲使用数）、cache（缓存使用数）、swap（交换分区使用数）等，分别使用psutil.virtual_memory()与psutil.swap_memory()方法获取这些信息。

>>> import psutil
>>> mem = psutil.virtual_memory() #使用psutil.virtual_memory方法获取内存完整信息
>>> mem
svmem(total=506277888L, available=20495152L, percent=59.5, used=499867648L, free=641024L, active=245858304, inactive=163733504, buffers=117035008L, cached=81506304)
>>> mem.total #获取内存总数
506277888L
>>> mem.free  #获取空闲内存数
6410240L
>>> psutil.swap_memory() #获取SWAP分区信息sswap(total=1073733632L, used=0L, free=1073733632L, percent=0.0, sin=0, sout=0)

在系统的所有磁盘信息中，我们更加关注磁盘的利用率及IO信息，其中磁盘利用率使用psutil.disk_usage方法获取。磁盘IO信息包括read_count（读IO数）、write_count（写IO数）、read_bytes（IO读字节数）、write_bytes（IO写字节数）、read_time（磁盘读时间）、write_time（磁盘写时间）等。这些IO信息可以使用psutil.disk_io_counters()获取。

>>> psutil.disk_partitions() #使用psutil.disk_partitions方法获取磁盘完整信息
[sdiskpart(device='/dev/sda1',mountpoint='/',fstype='ext4',opts='rw'),
sdiskpart(device='/dev/sda3',mountpoint='/data',fstype='ext4',opts='rw')]
>>>
>>> psutil.disk_usage('/') #使用psutil.disk_usage方法获取分区（参数）的使用情况
sdiskusage(total=15481577472, used=4008087552, free=10687057920, precengt=25.8999999999)
>>> psutil.disk_io_counters() #使用psutil.disk_io_counters获取硬盘总的IO个数、读写信息
sdiskio(read_count=9424, write_count=35824, read_bytes=128006144, write_bytes=204312576, read_time=72266, write_time=182485)
>>> pstuil.disk_io_counters(perdisk=True) # 获取单个分区IO个数、读写信息

系统网络信息与磁盘IO类似，涉及几个关键点，包括bytes_sent发送字节数、bytes_recv接收字节数、packets_sent发送数据包数、packets_recv接收数据包数等。这些网络信息使用psutil.net_io_counters()方法获取。

>>> psutil.net_io_counters() #使用psutil.net_io_counters获取网络总的IO信息，默认pernic=False
snetio(bytes_sent=27098178, bytes_recv=28220119, packets_sent=200978, packets_recv=212672, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0)
>>> psutil.net_io_counters(pernic=True) #pernic=True输出每个网络接口的IO信息
{'lo': snetio(bytees_sent=26406824, bytes_recv=26406824, packets_sent=198526, packets_recv=198526, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0), 'eth0': snetio(bytes_sent=694750, bytes_recv=1816743, packets_sent=2478, packets_recv=14175, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0)}

其他系统信息，psutil模块支持获取用户登录、开机时间等信息

>>> psutil.users() #使用psutil.users方法返回当前登录系统的用户信息
[suser(name='root', terminal='pts/0', host='192.168.1.103', started=1394638720.0)]
>>> import psutil, datetime
>>>> psutil.boot_time() #使用psutil.boot_time方法获取开机时间，以Linux时间戳格式返回
1389563460.0
>>> datetime.datetime.fromtimestamp(psutil.boot_time()).strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
'2014-01-12 22:51:00'

系统进程管理方法

获取当前系统的进程信息，可以让运维人员得知应用程序的运行状态，包括进程的启动时间、查看或设置CPU亲和度、内存使用率、IO信息、socket连接、线程数等，这些信息可以呈现出指定进程是否存活、资源利用情况，为开发人员的代码优化、问题定位提供很好的数据参考。
psutil模块在获取进程信息方面提供了很好的支持，包括使用psutil.pids方法获取所有进程PID，使用psutil.Process方法获取单个进程的名称、路径、状态、系统资源利用率等信息。

>>> import psutil
>>> psutil.pids() # 列出所有进程PID
[1, 2, 3, 4...]
>>> p = psutil.Process(2424) #实例化一个Process对象，参数为一进程PID
>>> p.name() #进程名
'java'
>>> p.exe() #进程bin路径
'/usr/java/jdk1.6.0_45/bin/java'
>>> p.cwd() #进程工作目录绝对路径
'/usr/local/hadoop-1.2.1'
>>> p.status() #进程状态
'sleeping'
>>> p.create_time() #进程创建时间，时间戳格式
1394852592.6900001
>>> p.uids() #进程uid信息
puids(real=0, effective=0, saved=0)
>>> p.gids() #进程gid信息
pgids(real=0, effective=0, saved=0)
>>> p.cpu_times() #进程CPU时间信息，包括user、system两个CPU时间
pcputimes(user=9.0500000000, system=20.25)
>>> p.cpu_affinity() #get进程CPU亲和度，如要设置进程CPU亲和度，将CPU号作为参数即可
[0,1]
>>> p.memory_percent() #进程内存利用率
14.147714861289776
>>> p.memory_info() #进程内存rss,vms信息
pmem(rss=71626752, vms=1575665664)
>>> p.io_counters() #进程IO信息，包括读写IO数及字节数
pio(read_count=41133, write_count=16811, read_bytes=37023744, write_bytes=4722688)
>>> p.connects() #返回打开进程socket的namedutples列表，包括fs、family、laddr等信息
[pconn(fd=65, family=10, type=1, laddr={'::ffff:192.168.1.20',9000},raddr=(),...)]
>>> p.num_threads() #进程开启的线程数
33