ps 和 top 的cpu的區別

cpu的計算

ps cpu的定義

man page中給出的定義：

cpu utilization of the process in "##.#" format. Currently, it is the CPU time used divided by the time the process has been running (cputime/realtime ratio), expressed as a percentage. It will not add up to 100% unless you are lucky. (alias pcpu).

• cputime:進程生命週期中使用cpu的時間
• realtime:進程生命週期
• %cpu = cputime/realtime*100， 不可能達到100%

top cpu的定義

man page 定義：

The task's share of the elapsed CPU time since the last screen update, expressed as a percentage of total CPU time. In a true SMP environment, if 'Irix mode' is Off, top will operate in 'Solaris mode' where a task's cpu usage will be divided by the total number of CPUs. You toggle 'Irix/Solaris' modes with the 'I' interactive command.

默認狀況下是3s刷新一次屏幕，也就是3s內的cpu使用狀況。

ps是從進程啓動就開始計算，是平均的佔用率；而top是從上次刷新開始算的，通常幾秒鐘一刷，能夠認爲是即時的。並且top默認cpu的佔用率的和並非100%，而是核數x100%，因此有時會有一個進程佔用超過100%的狀況。

top命令中的%CPU字段表示：在一個固定的間隔時間內，某個進程使用的CPU時間佔總CPU時間（即這段間隔時間）的比值。[在Window操做系統下的資源管理器中的CPU字段含義也是如此]

手動計算top命令中的%CPU字段

• 利用ps
  肯定一個間隔時間，在間隔時間的開始處，執行ps命令，獲取某個進程在開始處已經使用的CPU時間；在間隔時間的結束處，執行ps命令，獲取某個進程在結束處已經使用的CPU時間。
  間隔時間內進程使用的CPU時間=結束處使用的CPU時間-開始處使用的CPU時間
  %CPU=間隔時間內進程使用的CPU時間*100/CPU總時間（即間隔時間長度）
• 利用/proc下的數據
  ps命令的數據來自於/proc目錄下的文件，於是若是直接使用/proc下的數據也是能夠實現「手動計算top命令中的%CPU字段」的目標的

進程proc參數定義

$ cat /proc/28433/stat
28433 
(happy-agent) 
S 
1 ppid
28395 pgrp
28395 session
0 tty
-1 tpgid
4202496 
80653 
91801047 
0 
0 
96 utime
94 ctime
2932 uctime
4477 sctime
20 
0 
10 
0 
2219421267   start time 
181817344 1887 18446744073709551615 1 1 0 0 0 0 0 3 2143420156 18446744073709551615 0 0 17 31 0 0 0 
0 
0

其中，第14,15,16.17, 21個參含義以下：

• utime=1587 該任務在用戶態運行的時間，單位爲jiffies
• stime=1 該任務在覈心態運行的時間，單位爲jiffies
• cutime=0 累計的該任務的全部的waited-for進程曾經在用戶態運行的時間，單位爲jiffies
  (子進程用戶態消耗的時間)

• cstime=0 累計的該任務的全部的waited-for進程曾經在覈心態運行的時間，單位爲jiffies
  (子進程內核態消耗的時間)

• start_time 進程的啓動時間(相對於系統開機時刻), 單位爲jiffies

ps 命令中的time字段表示佔用cpu時間，

$ ps –p 1222 –otime

這個時間是如何計算的呢？

經過與/proc/pid/stat中數據的比對，能夠得出ps的cpu時間

time=utime + systime

則ps的%CPU=time/進程生命週期。

使用proc數據計算進程CPU百分比

計算公式：

%CPU=cpu_time/interval

cpu_time的計算

一般，進程佔用cpu時間cpu_time有兩種方式：

一種方式：

utime+stime+uctime+sctime

這個4個參數能夠經過以下方式獲得：

$ cat /proc/28433/stat | cut -d" " -f 14,15,16,17
498 402 12752 19498

即

cpu_time = (utime+stime+uctime+sctime)/HZ

另外一種方式
只考慮進程自身的使用時間，不考慮子進程的使用時間。

utime+stime

即

cpu_time = (utime+stime)/HZ

HZ的計算

HZ表示1s 振動次數（滴答數）。

可以使用命令返回每秒鐘的滴答數HZ

$ getconf CLK_TCK

總滴答數除以HZ就是，就是以秒爲單位的時間

時間間隔interval的計算

可使用開機啓動時間計算間隔：

interval = uptime1 – uptime2

而系統啓動時間，單位就是秒

$ cat /proc/uptime  | cut -d" " -f 1
22289498.57

參考

/proc/pid/stat各字段含義
https://www.linuxidc.com/Linux/2010-12/30589.htm

如何獲取進程已經運行的時間
http://smilejay.com/2012/05/get_process_time/

ps 和top命令的cpu
https://unix.stackexchange.com/questions/58539/top-and-ps-not-showing-the-same-cpu-result

cpu佔用率
http://www.samirchen.com/linux-cpu-performance/

https://stackoverflow.com/questions/16726779/how-do-i-get-the-total-cpu-usage-of-an-application-from-proc-pid-stat

http://www.javashuo.com/article/p-uqutifhu-bm.html