掌握Linux CPU使用率函数，助力系统性能优化 (linux cpu使用率 函数)
随着现代计算机系统的复杂度日益增长，系统性能优化也变得越来越重要。在Linux系统中，CPU使用率是评估系统性能的重要指标之一，因此掌握Linux CPU使用率函数对于系统管理员和开发人员来说至关重要。
本文旨在介绍Linux中的CPU使用率函数，包括使用率的计算方法、指令集和工具。我们还将详细讨论如何使用这些函数来诊断CPU使用率问题并优化系统性能。
什么是CPU使用率？
CPU使用率是衡量CPU利用率的方式。它通常用百分比表示，是指CPU时间除以实际时间的比率。换句话说，它是指在一个时间段内，CPU实际使用的时间与这个时间段的总时间之比。
在Linux系统中，CPU使用率是通过计算CPU在不同状态下花费的时间来实现的。这些状态包括用户态、系统态和空闲态。
用户态指的是CPU在执行用户空间程序时花费的时间。系统态是指CPU在执行内核空间程序时花费的时间。空闲态是指CPU没有执行任何程序或等待事件时处于的状态。在Linux中，CPU状态由/proc/stat文件中的信息来描述。
Linux CPU使用率函数
Linux内核提供了一系列CPU使用率函数，可以用于计算CPU的使用率。这些函数包括getrusage()、times()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()、getrusage()。
其中，getrusage()是最常用的函数之一。它可以用来获取进程已使用的CPU时间、用户空间时间和系统空间时间。下面是一个使用getrusage()函数来计算CPU使用率的例子：
“`
#include
#include
#include
#include
int mn(void)
{
struct rusage r_usage;
while (1) {
// 获得进程（和子进程）的资源使用信息
getrusage(RUSAGE_SELF,&r_usage);
// 计算CPU时间
double used_time = (double)(r_usage.ru_utime.tv_sec + r_usage.ru_stime.tv_sec) +
(double)(r_usage.ru_utime.tv_usec + r_usage.ru_stime.tv_usec) * 1.0e-6;
// 打印CPU使用率
printf(“CPU usage: %.2f%%\n”, used_time / sysconf(_SC_CLK_TCK) * 100.0);
// 等待1s
sleep(1);
}
return 0;
}
“`
上面的代码使用getrusage()函数来获取进程的CPU使用率。它使用了一个while循环来计算CPU使用率，然后每隔1秒钟打印一次结果。在计算CPU使用率之前，我们需要计算CPU时间。这可以通过将两个时间（用户空间时间和系统空间时间）相加来实现。需要注意的是，这些时间是时钟滴答而非实际时间，因此需要除以sysconf(_SC_CLK_TCK)来转化为秒。
其他的函数也可以用来计算CPU使用率。例如，times()函数可以获取进程已用的CPU时间，gettimeofday()函数可以获取实际时间和用户空间时间等等。因此，使用合适的函数来计算CPU使用率非常重要。
使用工具来检测CPU使用率问题
除了使用代码来计算CPU使用率之外，还可以使用一些工具来检测CPU使用率问题。例如，top和htop是常用的命令行工具，可以用来查看CPU使用率、内存使用情况和系统负载等信息。
使用top命令来查看CPU使用率非常简单。只需要在终端中输入top并按回车键即可。该命令将显示系统的各个进程的详细信息，包括PID、CPU使用率、内存使用情况和运行时间等等。按q键可退出top命令。
htop是top的升级版本，提供了更强大的交互式界面和更全面的信息。要使用htop，只需在终端中输入htop并按回车键即可。htop将显示类似于top的信息，但是具有更好的颜色和定制选项。如果您想了解更多关于htop的信息，请查看其文档页面。
除了top和htop之外，还有许多其他的工具可用于检测CPU使用率问题。例如，perf是一个性能分析工具，strace是一个系统调用跟踪工具，lsof是一个列出打开文件的工具。这些工具可以帮助您更好地了解系统性能，并找出CPU使用率问题的根源。
优化系统CPU使用率
当您发现CPU使用率过高时，您需要优化系统以降低CPU使用率。以下是一些有用的技巧：
1. 升级硬件：如果您的CPU过于老旧，您可能需要考虑升级硬件。较新的CPU通常具有更高的性能和更好的能效。
2. 优化代码：如果您有自己的程序，您可以通过优化代码来降低CPU使用率。这包括使用更有效的数据结构、避免重复计算和避免使用高耗费的算法等。
3. 减少进程数：减少进程数可以降低CPU使用率。您可以通过关闭不需要的进程、合并相似进程和使用工具来管理进程等方式来实现。
4. 增加缓存：增加缓存可以降低CPU使用率。这包括增加页面缓存、减少磁盘I/O和使用其他技术（如缓存对象和缓存查询）来减少CPU使用率。
结论：
