HZ：1秒钟内，时钟中断的次数，即1秒钟内，系统时钟的节拍次数。

jiffies：全局变量，用来记录系统自启动以来产生的节拍总数

系统运行时间(以秒为单位)：system_time=(jiffies)/HZ。

eg：jiffies定时器，HZ=1000，精度只能达到1ms。，HZ=100，精度只能达到10ms，

jiffies+msecs_to_jiffies(xx ms);   可做到ms级，

Linux中的软定时器(低分辨率的timer_list定时器)利用CPU时钟中断来感知时间更新，并通过TIMER_SOFTIRQ软中断来运行到期的定时器。时钟中断每秒触发HZ次，HZ的值可在编译时通过CONFIG_HZ选项来配置。

较高的HZ可使系统具有更好的交互性和相应速度，适合于桌面系统等交互性强的系统，但HZ增高也会导致内核中处理定时中断以及调用定时器例程更频繁，使系统开销也随之增高。

proc文件系统

/proc文件系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间。它以文件系统的方式为内核与进程提供通信的接口。用户和应用程序可以通过/proc得到系统的信息，并可以改变内核的某些参数。由于系统的信息，如进程，是动态改变的，所以用户或应用程序读取/proc目录中的文件时，proc文件系统是动态从系统内核读出所需信息并提交的。

/proc目录中有一些以数字命名的目录，它们是进程目录。系统中当前运行的每一个进程在/proc下都对应一个以进程号为目录名的目录/proc/pid，它们是读取进程信息的接口。此外，在Linux 2.6.0-test6以上的版本中/proc/pid目录中有一个task目录，/proc/pid/task目录中也有一些以该进程所拥有的线程的线程号命名的目录/proc/pid/task/tid，它们是读取线程信息的接口。

/proc/cpuinfo文件

该文件中存放了有关 cpu的相关信息(型号，缓存大小等)。

processor (0)                       cpu的一个物理标识

结论1：可以通过该文件根据processor出现的次数统计cpu的逻辑个数(包括多核、超线程)。

/proc/stat文件

该文件包含了所有CPU活动的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。不同内核版本中该文件的格式可能不大一致，

第一行的数值表示的是CPU总的使用情况，所以我们只要用第一行的数字计算就可以了。下表解析第一行各数值的含义：

参数          解析(单位：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linux中，一个节拍大致可理解为操作系统进程调度的最小时间片，不同linux内核可能值有不同，通常在1ms到10ms之间)

user(38082)从系统启动开始累计到当前时刻，处于用户态的运行时间，不包含 nice值为负进程。

nice(627)从系统启动开始累计到当前时刻，nice值为负的进程所占用的CPU时间

system(27594)从系统启动开始累计到当前时刻，处于核心态的运行时间

idle(893908)从系统启动开始累计到当前时刻，除IO等待时间以外的其它等待时间iowait (12256)从系统启动开始累计到当前时刻，IO等待时间(since 2.5.41)

irq(581)从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间(since 2.6.0-test4)

softirq(895)从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间(since 2.6.0-test4)stealstolen(0)                   which is the time spent in other operating systems when running in a virtualized environment(since 2.6.11)

guest(0)                               which is the time spent running a virtual  CPU  for  guest operating systems under the control of the Linux kernel(since 2.6.24)

结论2：总的cpu时间totalCpuTime = user + nice + system + idle + iowait + irq + softirq+ stealstolen  +  guest

/proc//stat文件

该文件包含了某一进程所有的活动的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。以下通过实例数据来说明该文件中各字段的含义。

说明：以下只解释对我们计算Cpu使用率有用相关参数

参数                                                                解释

pid=6873进程号

utime=1587该任务在用户态运行的时间，单位为jiffies

stime=41958该任务在核心态运行的时间，单位为jiffies

cutime=0所有已死线程在用户态运行的时间，单位为jiffies

cstime=0所有已死在核心态运行的时间，单位为jiffies

结论3：进程的总Cpu时间processCpuTime = utime + stime + cutime + cstime，该值包括其所有线程的cpu时间。

/proc//task//stat文件

该文件包含了某一进程所有的活动的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。该文件的内容格式以及各字段的含义同/proc//stat文件。

注意，该文件中的tid字段表示的不再是进程号，而是linux中的轻量级进程(lwp)，即我们通常所说的线程。

结论4：线程Cpu时间threadCpuTime = utime + stime

ps 命令

结论5：ps命令算出来的cpu使用率相对于进程启动时的平均值，随着进程运行时间的增大，该值会趋向于平缓。

top命令

通过top命令可以查看系统中相关进程的实时信息(cpu使用率等)。

结论7：在多核的情况下top命令输出的cpu使用率实质是按cpu个数*100%计算的。

单核情况下Cpu使用率的计算

基本思想

通过读取/proc/stat 、/proc//stat、/proc//task//stat以及/proc/cpuinfo这几个文件获取总的Cpu时间、进程的Cpu时间、线程的Cpu时间以及Cpu的个数的信息，然后通过一定的算法进行计算(采样两个足够短的时间间隔的Cpu快照与进程快照来计算进程的Cpu使用率)。

总的Cpu使用率计算

计算方法：

1、  采样两个足够短的时间间隔的Cpu快照，分别记作t1,t2，其中t1、t2的结构均为：

(user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的9元组;

2、  计算总的Cpu时间片totalCpuTime

a)         把第一次的所有cpu使用情况求和，得到s1;

b)         把第二次的所有cpu使用情况求和，得到s2;

c)         s2 - s1得到这个时间间隔内的所有时间片，即totalCpuTime = j2 - j1 ;

3、计算空闲时间idle

idle对应第四列的数据，用第二次的第四列 - 第一次的第四列即可

idle=第二次的第四列 - 第一次的第四列

6、计算cpu使用率

pcpu =100* (total-idle)/total

某一进程Cpu使用率的计算

计算方法：

1．               采样两个足够短的时间间隔的cpu快照与进程快照，

a)         每一个cpu快照均为(user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、stealstolen、guest)的9元组;

b)         每一个进程快照均为(utime、stime、cutime、cstime)的4元组；

2．分别根据结论2、结论3计算出两个时刻的总的cpu时间与进程的cpu时间，分别记作：totalCpuTime1、totalCpuTime2、processCpuTime1、processCpuTime2

3．               计算该进程的cpu使用率pcpu = 100*(processCpuTime2 – processCpuTime1) / (totalCpuTime2 – totalCpuTime1) (按100%计算，如果是多核情况下还需乘以cpu的个数);

某一线程Cpu使用率的计算

计算方法：

1．               采样两个足够短的时间隔的cpu快照与线程快照，

a)         每一个cpu快照均为(user、nice、system、idle、iowait、irq、softirq、stealstealon、guest)的9元组;

b)         每一个线程快照均为(utime、stime)的2元组；

2．分别根据结论2、结论4计算出两个时刻的总的cpu时间与线程的cpu时间，分别记作：totalCpuTime1、totalCpuTime2、threadCpuTime1、threadCpuTime2

3．               计算该线程的cpu使用率pcpu = 100*(threadCpuTime2 – threadCpuTime1) / (totalCpuTime2 – totalCpuTime1) (按100%计算，如果是多核情况下还需乘以cpu的个数);

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