python系统信息模块之psutil

By | 2017年8月17日
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1、概述

psutil是一个跨平台库(http://code.google.com/p/psutil),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。他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,目前最新版本为5.2.2。

2、安装

psutil系统默认不带,可以用yum安装或者源码安装,我采用yum安装

先安装epel源

yum install epel-release

安装pip工具

yum install python-pip gcc python-devel

更新一下pip

pip install --upgrade pip

安装psutil

pip install psutil

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库实现则更加简单明了。psutil大小单位一般都采用字节,如下:

[root@node2 ~]# python
Python 2.6.6 (r266:84292, Aug 18 2016, 15:13:37)
[GCC 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-17)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import psutil
>>> mem = psutil.virtual_memory()
>>> mem.total,mem.used
(1028235264, 114626560)
>>>

3、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和质量。psutil模块已经封装了这些方法,用户可以根据自身的应用场景,调用相应的方法来满足需求,非常简单实用。

(3.1)CPU信息

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(空闲)状态的时间百分比;

idle,CPU处于idle状态的时间百分比。

我们使用python的psutil.cpu_times()方法可以非常简单的得到这些信息,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,具体见下面的操作例子:

>>> psutil.cpu_times()
scputimes(user=211.30000000000001, nice=0.0, system=84.730000000000004, idle=7288.1800000000003, iowait=260.86000000000001, irq=0.35999999999999999, softirq=6.2599999999999998, steal=0.0, guest=0.0)
>>> psutil.cpu_times().user #获取单项数据
211.30000000000001
>>> psutil.cpu_count()   #获取CPU的逻辑数量,默认logical=True
1
>>> psutil.cpu_count(logical=False)   #获取CPU的物理个数
1
>>>

(3.2)内存信息

linux系统的内存利用率信息涉及total(内存总数)、used(已经使用的内存数)、free(空闲内存数)、buffers(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,具体见下面的例子:

>> mem = psutil.virtual_memory()
 >>> mem
 svmem(total=1028235264, available=775882752, percent=24.5, used=114814976, free=364892160, active=264286208, inactive=253849600, buffers=20353024, cached=528175104, shared=233472)
 >>> mem.total
 1028235264
 >>> mem.free
 364892160
 >>> psutil.swap_memory()
 sswap(total=2080370688, used=3444736, free=2076925952, percent=0.20000000000000001, sin=1040384, sout=6692864)
 >>>

(3.3)磁盘信息

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_count(IO读字节数)、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,具体如下:

>>> psutil.disk_partitions()    #获取磁盘完成信息
[sdiskpart(device='/dev/mapper/vg_node2-lv_root', mountpoint='/', fstype='ext4', opts='rw'), sdiskpart(device='/dev/sda1', mountpoint='/boot', fstype='ext4', opts='rw')]
>>> psutil.disk_usage('/')    #获取分区参数情况
sdiskusage(total=18435350528, used=1165258752, free=16326795264, percent=6.7000000000000002)
>>> psutil.disk_io_counters()    #获取磁盘IO个数、读写信息
sdiskio(read_count=30409, write_count=392483, read_bytes=899641344, write_bytes=2951570432, read_time=515955, write_time=368773153, read_merged_count=2485, write_merged_count=351024, busy_time=964333)
>>> psutil.disk_io_counters(perdisk=True)  #获取单个分区IO个数,读写信息
{'dm-1': sdiskio(read_count=554, write_count=1634, read_bytes=2269184, write_bytes=6692864, read_time=5773, write_time=125189, read_merged_count=0, write_merged_count=0, busy_time=2956), 'sda2': sdiskio(read_count=13770, write_count=35709, read_bytes=447316992, write_bytes=1459818496, read_time=209762, write_time=6381888, read_merged_count=2216, write_merged_count=320212, busy_time=477318), 'dm-0': sdiskio(read_count=15366, write_count=354767, read_bytes=444589056, write_bytes=1453125632, read_time=298601, write_time=362043339, read_merged_count=0, write_merged_count=0, busy_time=476134), 'sda1': sdiskio(read_count=719, write_count=379, read_bytes=5466112, write_bytes=31958016, read_time=1819, write_time=222751, read_merged_count=269, write_merged_count=30812, busy_time=7933)}
>>>

(3.4)网络信息

系统的网络信息与磁盘IO类似,涉及几个关键点,包括bytes_sent(发送字节数)‘

bytes_recv(接受字节数)、packets_sent(发送数据包数)、packets_recv(接受数据包数)等。这些网络信息使用psutil.net_io_counters()获取,具体如下:

>> psutil.net_io_counters()   #获取网络总的IO信息,默认pernic=False
snetio(bytes_sent=7377397, bytes_recv=200553924, packets_sent=73735, packets_recv=168091, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0)
>>> psutil.net_io_counters(pernic=True)   #获取每个网络接口的IO信息
{'lo': snetio(bytes_sent=0, bytes_recv=0, packets_sent=0, packets_recv=0, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0), 'eth0': snetio(bytes_sent=7379433, bytes_recv=200556680, packets_sent=73753, packets_recv=168122, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0)}
>>> psutil.net_io_counters(pernic=True)['lo']   #获取lo端口的IO信息
snetio(bytes_sent=0, bytes_recv=0, packets_sent=0, packets_recv=0, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0)
>>>

(3.5)其他系统信息

除了前面介绍的几个获取系统基本信息的方法,psutil模块还支持获取用户登录、开机时间等信息,具体如下:

>> psutil.users()  #返回当前登录系统的用户信息
[suser(name='root', terminal='tty1', host='', started=1502980224.0), suser(name='root', terminal='pts/0', host='192.168.111.1', started=1502980352.0), suser(name='root', terminal='pts/1', host='192.168.111.1', started=1502981760.0)]
>>> psutil.boot_time()   #获取开机时间,以时间戳的格式返回
1502979659.0
>>> import datetime   #转换成自然时间格式
>>> datetime.datetime.fromtimestamp(psutil.boot_time()).strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
'2017-08-17 22:20:59'
>>>

4、系统进程管理方法

获得当前系统的进程信息,可以让运维人员得只应用程序的运行状态,包括进程的启动时间、查看或设置CPU的亲和度、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。

(4.1)进程信息

psutil模块在获取进程信息方面也提供了很好的支持,包括使用psutil.pids()方法获取所有进程pid,使用psutil.Procsee()湖区单个进程的名称、路径、状态、系统资源利用率等信息,具体如下:

>> psutil.pids()   #列出所有进程pid
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22...13091, 13240]
>>> psutil.Process(13240)
<psutil.Process(pid=13240, name='pickup') at 139899431911888>
>>> psutil.Process(13240).name()  #进程名
'pickup'
>>> psutil.Process(13240).exe()   #进程bin路径
'/usr/libexec/postfix/pickup'
>>> psutil.Process(13240).cwd()  #进程工作目录绝对路径
'/var/spool/postfix'
>>> psutil.Process(13240).status()  #进程状态
 'sleeping'
>>> psutil.Process(13240).create_time()  #进程创建时间,以时间戳
1502989469.72
>>> datetime.datetime.fromtimestamp(psutil.Process(13240).create_time()).strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")    #以自然时间显示创建时间
'2017-08-18 01:04:29'
>>> psutil.Process(13240).uids()  #进程uid信息
puids(real=89, effective=89, saved=89)
>>> psutil.Process(13240).gids()   #进程gid信息
pgids(real=89, effective=89, saved=89)
>>> psutil.Process(13240).cpu_times()  #进程CPU的时间
pcputimes(user=0.01, system=0.080000000000000002, children_user=0.0, children_system=0.0)
>>> psutil.Process(13240).cpu_affinity()  #进程CPU亲和度
[0]
>>> psutil.Process(13240).memory_percent()   #进程内存利用率
0.34138801915278405
>>> psutil.Process(13240).memory_info()  #进程内存信息
pmem(rss=3510272, vms=82980864, shared=2613248, text=225280, lib=0, data=602112, dirty=0)
>>> psutil.Process(13240).io_counters()   #进程IO信息
pio(read_count=86, write_count=40, read_bytes=0, write_bytes=0, read_chars=62992, write_chars=480)
>>> psutil.Process(13240).connections()      #进程socket信息
[]
>>> psutil.Process(13240).num_threads()  #进程线程数
1

(4.2)popen类的使用

psutil提供的popen类的作用是获取用户启动的应用程序进程信息,以便跟踪程序的运行状态。具体如下:

>>> from subprocess import PIPE
>>> p = psutil.Popen(["/usr/bin/python","-c","print('hello world')"], stdout=PIPE)
>>> p.name()
'python'
>>> p.username()
'root'
>>> p.communicate()
('hello world\n', None)
>>> p = psutil.Popen(["/usr/bin/python","-c","print('hello world')"], stdout=PIPE)
>>> p.cpu_times()
pcputimes(user=0.01, system=0.0, children_user=0.0, children_system=0.0)

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