爱测未来移动-QNX性能监控方案

ゝ一世哀愁。 2022-06-16 13:28 1543阅读 0赞

# **1、背景介绍** #

目前各平台通过各自的脚本获取数据，然后通过其他工具对数据进行展示，方案已能够满足当前的项目需求，但跨平台数据统计项和数据展示方式不一致，可对比性较差。

当前的监控方案是通过shell脚本，定期执行top命令收集cpu使用信息，执行showmem命令收集内存使用信息，然后保存到日志文件中。最后将日志文件下载到PC并导入Excel对数据进行筛选和分析，展示出cpu和内存的使用情况。

该方案实现简单，数据采集完全通过shell脚本完成，数据分析由Excel完成，但存在以下不足：

A、脚本通用性较差，因为在linux平台和QNX平台需要使用不同的命令获取内存信息

B、数据分析逻辑不能通用，不同平台获取的数据格式存在差异

C、使用top命令获取cpu使用信息，不能控制采样间隔，每次获取的是系统的top占用，不利于统计待机的cpu占用，数据存在误差

# **2、新的方案** #

统一通过代码获取cpu和memory数据，以获取更好的性能，减少系统资源的消耗，并能够按PID进行性能统计，增强数据的实时和有效性。同时提供扩展，便于将来支持更多的统计内容。在数据收集层，优先采用系统API和文件系统，无法实现时再考虑使用shell命令实现。

# 3、数据收集 #

## **（1）**CPU**使用数据** ##

目前Android平台通过读取 /proc/$\{pid\}/stat 文件获取cpu使用信息，linux平台也可采用相同的方案，在QNX平台，需要读取 /proc/$\{pid\}/as 文件获得cpu信息

## **（2）**Memory**数据** ##

对于单个进程的内存使用数据，Android平台实用的是 getProcessMemoryInfo 接口获取内存占用信息，linux平台和QNX平台没有提供这个API，需要自行设计实现。Linux平台可通过 /proc/$\{pid\}/statm 文件获取，QNX平台可通过 /proc/$\{pid\}/vmstat 文件获取。

对于系统总体的内存使用数据，Android平台和linux平台通过读取 /proc/meminfo 文件获取，在QNX平台，通过读取 /proc 目录的大小获得内存使用信息

# 4、QNX CPU 获取 #

##  ##

#  #

##  ##

## **（1）**单个CPU整体占用算法 ##

Pid为1的进程为Idle进程，通过计算Idle进程的CPU使用时间得出CPU的使用情况。

ProcFd =open( "/proc/1/as", O\_RDONLY );

使用 DCMD\_PROC\_TIDSTATUS 参数读取Idle进程下各个thread的信息，其中tid和cpu一一对应，tid = 1 对应 cpu0。单cpu情况下 tid = 1 即可获得全部数据。

debug\_data.tid = 1;

devctl( ProcFd,DCMD\_PROC\_TIDSTATUS, &debug\_data, sizeof( debug\_data ), NULL );

通过 debug\_data.sutime 可以获取该进程的cpu占用时间，这个时间是从该进程启动以来的总时间，要计算当前的实时cpu占用情况，需要进行定期采样。默认采用500ms采用周期（采样周期可通过配置文件修改），计算两次的差值即可得到采样周期内该进程的cpu使用时间。

假设第一次采样时间记为 sutime1，第二次采样记为 sutime2，采样间隔记为 time\_delta。则采样周期内cpu占用为

100.0 - ((float)( (sutime2 - sutime1) \* 100 ) / (float)time\_delta )

## **（2）**多个CPU整体占用算法 ##

对于多个CPU，分别计算单个CPU的使用情况，Idle进程的不同tid对应使用了不同的CPU。

根据CPU数量循环对不同Idle进程的thread进行计算，计算出每个cpu的占用率。

总体占用率为： 各个CPU占用率总和 / CPU数量。

统计数据除总体占用数据外，还需要记录各个CPU的数据以供后续分析。

（3）进程CPU占用算法

通过读取对应pid的文件，可以获取该进程的相关信息

ProcFd =open( "/proc/$\{pid\}/as", O\_RDONLY );

使用 DCMD\_PROC\_INFO 参数读取该进行的详细信息

devctl(fd,DCMD\_PROC\_INFO, info, sizeof(info), 0)

其中 info.start\_time, info.utime, info.stime 分别记录了该进程的启动时间，cpu占用时间和系统占用时间，这些都是从进程启动以来的总体时间，因此和前面一样，需要采样才能获取当前时刻的实时占用情况。

这里也可以通过 info.num\_threads 获得该进程的线程数量信息，然后通过DCMD\_PROC\_TIDSTATUS参数获得每个线程的cpu占用情况

debug\_data.tid= i ;

devctl(ProcFd, DCMD\_PROC\_TIDSTATUS, &debug\_data, sizeof( debug\_data ), NULL );

# 5、QNX 内存获取 #

## （1）总内存占用 ##

系统总内存的获取参考QNX源码，通过系统指针\_syspage\_ptr->asinfo.entry\_size 获取。

staticuint64\_tget\_total\_mem(void) \{

char                    \*str = SYSPAGE\_ENTRY(strings)->data;

structasinfo\_entry     \*as = SYSPAGE\_ENTRY(asinfo);

uint64\_t                total = 0;

unsigned                num;

for(num = \_syspage\_ptr->asinfo.entry\_size /sizeof(\*as); num > 0;--num) \{

if(strcmp(&str\[as->name\],"ram") == 0) \{

total += as->end \- as->start\+ 1;

++as;

return total;

QNX系统通过 /proc 文件夹的大小映射系统内存的占用情况，因此只需要读取这个文件夹的大小就可以获得总内存的使用情况

stat("/proc", &buf );

memused= buf.st\_size;

## （2）进程内存占用 ##

可通过读取/proc/$\{pid\}/vmstat 文件获取，读取该文件可获得以下数据

as\_stats.map\_size

as\_stats.map\_phys

as\_stats.map\_shared

as\_stats.map\_private

更多的详细信息可以通过读取 /proc/$\{pid\} 文件夹获取，通过DCMD\_PROC\_PAGEDATA 参数可以获取进程的 page mapping

devctl(fd, DCMD\_PROC\_PAGEDATA, mp, mpsize, &num)

# 附录 #

## （1）/proc/pid/stat ##

包含了所有CPU活跃的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。

\[root@localhost ~\]\# cat /proc/6873/stat

6873 (a.out) R 6723 6873 6723 34819 6873 8388608 77 0 0 0 41958 31 0 0 25 03 0 5882654 1409024 56 4294967295 134512640 134513720 3215579040 0 2097798 0 00 0 0 0 0 17 0 0 0 \[root@localhost ~\]\#

每个参数意思为：

参数 解释

pid=6873 进程(包括轻量级进程，即线程)号

comm=a.out 应用程序或命令的名字

task\_state=R 任务的状态，R:runnign, S:sleeping (TASK\_INTERRUPTIBLE), D:disksleep (TASK\_UNINTERRUPTIBLE), T: stopped, T:tracing stop,Z:zombie, X:dead

ppid=6723 父进程ID

pgid=6873 线程组号

sid=6723 c该任务所在的会话组ID

tty\_nr=34819(pts/3) 该任务的tty终端的设备号，INT（34817/256）=主设备号，（34817-主设备号）=次设备号

tty\_pgrp=6873 终端的进程组号，当前运行在该任务所在终端的前台任务(包括shell 应用程序)的PID。

task->flags=8388608 进程标志位，查看该任务的特性

min\_flt=77 该任务不需要从硬盘拷数据而发生的缺页（次缺页）的次数

cmin\_flt=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经发生的次缺页的次数目

maj\_flt=0 该任务需要从硬盘拷数据而发生的缺页（主缺页）的次数

cmaj\_flt=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经发生的主缺页的次数目

utime=1587 该任务在用户态运行的时间，单位为jiffies

stime=1 该任务在核心态运行的时间，单位为jiffies

cutime=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经在用户态运行的时间，单位为jiffies

cstime=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经在核心态运行的时间，单位为jiffies

priority=25 任务的动态优先级

nice=0 任务的静态优先级

num\_threads=3 该任务所在的线程组里线程的个数

it\_real\_value=0 由于计时间隔导致的下一个 SIGALRM 发送进程的时延，以 jiffy 为单位.

start\_time=5882654 该任务启动的时间，单位为jiffies

vsize=1409024（page） 该任务的虚拟地址空间大小

rss=56(page) 该任务当前驻留物理地址空间的大小

Number of pages the process has in real memory,minu 3 for administrativepurpose.

这些页可能用于代码，数据和栈。

rlim=4294967295（bytes） 该任务能驻留物理地址空间的最大值

start\_code=134512640 该任务在虚拟地址空间的代码段的起始地址

end\_code=134513720 该任务在虚拟地址空间的代码段的结束地址

start\_stack=3215579040 该任务在虚拟地址空间的栈的结束地址

kstkesp=0 esp(32 位堆栈指针) 的当前值, 与在进程的内核堆栈页得到的一致.

kstkeip=2097798 指向将要执行的指令的指针, EIP(32 位指令指针)的当前值.

pendingsig=0 待处理信号的位图，记录发送给进程的普通信号

block\_sig=0 阻塞信号的位图

sigign=0 忽略的信号的位图

sigcatch=082985 被俘获的信号的位图

wchan=0 如果该进程是睡眠状态，该值给出调度的调用点

nswap 被swapped的页数，当前没用

cnswap 所有子进程被swapped的页数的和，当前没用

exit\_signal=17 该进程结束时，向父进程所发送的信号

task\_cpu(task)=0 运行在哪个CPU上

task\_rt\_priority=0 实时进程的相对优先级别

task\_policy=0 进程的调度策略，0=非实时进程，1=FIFO实时进程；2=RR实时进程

## （2）/proc/pid/statm ##

\[root@localhost proc\]\# cat /proc/1/statm

487 185 133 31 0 67 0

参数解释：

size:任务虚拟地址空间大小

Resident：正在使用的物理内存大小

Shared：共享页数

Trs：程序所拥有的可执行虚拟内存大小

Lrs：被映像倒任务的虚拟内存空间的库的大小

Drs：程序数据段和用户态的栈的大小

dt：脏页数量

公众号：itest\_forever

![Center][]

[CSDN:http://blog.csdn**.**net/itest\_2016][CSDN_http_blog.csdn_._net_itest_2016]

QQ群：274166295（爱测未来2群）、610934609（爱测未来3群）

[Center]: /images/20220616/c012fcf9e5f842d08aa6420c73c73dd5.png
[CSDN_http_blog.csdn_._net_itest_2016]: http://blog.csdn.net/itest_2016

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