Python入门之——系统性能信息模块psutil

偏执的太偏执、 2022-12-27 12:37 210阅读 0赞

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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FzbWFydGtpbGxlcg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FzbWFydGtpbGxlcg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/311fe6c37d09444fb38ceef409002086.png