Linux下cpustat如何安装和使用

# Linux下cpustat如何安装和使用

## 一、cpustat工具概述

### 1.1 什么是cpustat
cpustat是一款专为Linux系统设计的CPU性能监控工具，它通过直接读取`/proc/stat`文件获取CPU使用率数据，并以直观的方式展示CPU的详细使用情况。与传统的`top`或`htop`相比，cpustat提供了更细粒度的CPU状态监控能力。

### 1.2 主要功能特性
- 实时监控所有CPU核心的使用情况
- 显示用户态、内核态、空闲、等待IO等不同状态的CPU时间占比
- 支持彩色终端输出，不同状态使用不同颜色标识
- 可配置的刷新频率（默认1秒）
- 支持交互式操作和命令行参数配置

### 1.3 适用场景
- 系统管理员进行性能调优
- 开发者诊断CPU密集型应用的资源使用情况
- 运维人员监控服务器CPU负载
- 任何需要详细了解CPU使用状态的场景

## 二、安装cpustat

### 2.1 通过包管理器安装（推荐）

#### Ubuntu/Debian系统
```bash
sudo apt update
sudo apt install cpustat

RHEL/CentOS系统

sudo yum install cpustat
# 或对于较新版本
sudo dnf install cpustat

Arch Linux

sudo pacman -S cpustat

2.2 从源码编译安装

1. 首先安装编译依赖：

sudo apt install build-essential git  # Debian/Ubuntu
sudo yum groupinstall "Development Tools"  # RHEL/CentOS

1. 克隆仓库并编译：

git clone https://github.com/uber-common/cpustat.git
cd cpustat
make
sudo make install

2.3 验证安装

安装完成后，可以通过以下命令验证：

cpustat --version

正常情况应显示安装的版本号。

三、基本使用方法

3.1 启动cpustat

最简单的启动方式是直接运行：

sudo cpustat

需要root权限是因为要访问/proc/stat等系统文件。

3.2 界面解读

cpustat的默认输出包含以下信息：

CPU    usr    sys    nice   idle    irq   steal  guest  gnice  total
all    12.3    4.5    0.2   82.1    0.1    0.0    0.0    0.0   100.0
0      15.1    5.2    0.3   78.9    0.2    0.0    0.0    0.0   100.0
1       9.5    3.8    0.1   85.3    0.0    0.0    0.0    0.0   100.0

各列含义： - CPU: CPU核心编号（all表示所有核心平均值） - usr: 用户态运行时间百分比 - sys: 内核态运行时间百分比 - nice: 低优先级用户态时间百分比 - idle: 空闲时间百分比 - irq: 硬件中断时间百分比 - steal: 虚拟化环境下被偷取的时间 - guest: 运行虚拟CPU时间 - gnice: 低优先级虚拟CPU时间 - total: 总利用率（应接近100%）

3.3 常用快捷键

• q: 退出程序
• 空格: 暂停/继续刷新
• +/-: 增加/减少刷新间隔
• c: 切换CPU核心显示模式（聚合/单独）
• h: 显示帮助信息

四、高级使用技巧

4.1 命令行参数

设置刷新间隔

sudo cpustat -i 2  # 每2秒刷新一次

只显示特定CPU核心

sudo cpustat -c 0,2  # 只显示CPU0和CPU2

禁用颜色输出

sudo cpustat --no-color

以批处理模式运行

sudo cpustat -n 5 -i 1 > cpu_log.txt  # 运行5次后退出，结果重定向到文件

4.2 结合其他工具使用

与watch命令配合

watch -n 1 sudo cpustat -c 0  # 每秒监控CPU0的使用情况

生成性能报告

sudo cpustat -n 60 -i 1 > cpu_report.log

然后可以使用awk或Python等工具分析日志文件。

4.3 系统服务监控

可以创建简单的监控脚本：

#!/bin/bash
LOG_FILE="/var/log/cpu_monitor.log"
DATE=$(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")
echo "=== CPU Status at $DATE ===" >> $LOG_FILE
sudo cpustat -n 1 >> $LOG_FILE

然后通过cron定时执行。

五、实际应用案例

5.1 识别CPU密集型进程

1. 在一个终端启动cpustat：

sudo cpustat -i 0.5

1. 在另一个终端运行压力测试：

stress -c 4

1. 观察cpustat输出中用户态(usr)使用率的变化

5.2 诊断系统卡顿问题

当系统出现卡顿时： 1. 快速启动cpustat：

sudo cpustat -i 0.1

1. 观察：
   • 如果sys很高：可能是内核资源竞争
   • 如果irq很高：可能有硬件中断风暴
   • 如果steal很高：虚拟化环境资源不足

5.3 性能基准测试

测试脚本示例：

#!/bin/bash
# 测试前静默期
sleep 10
echo "=== 基准测试开始 ==="
sudo cpustat -n 30 -i 1 > before.log

# 执行待测试程序
./my_application

# 测试后数据收集
sudo cpustat -n 30 -i 1 > after.log
echo "=== 基准测试结束 ==="

六、常见问题解答

6.1 权限问题

如果遇到权限错误，尝试：

sudo chmod +r /proc/stat

或者使用root用户运行。

6.2 显示异常

如果数据显示异常： 1. 检查内核版本是否支持所有统计项 2. 尝试更新cpustat到最新版本 3. 使用--no-color参数排除终端颜色兼容性问题

6.3 与其他监控工具的比较

工具	实时性	详细程度	资源占用	学习曲线
top	高	中	低	低
htop	高	中	中	中
cpustat	高	高	低	中
sar	低	高	低	高

七、替代方案

7.1 mpstat

sysstat工具包的一部分：

sudo apt install sysstat
mpstat -P ALL 1

7.2 atop

功能更全面的监控工具：

sudo apt install atop
atop

7.3 glances

跨平台的监控工具：

pip install glances
glances

八、总结

cpustat作为一款专注于CPU状态监控的工具，在Linux系统性能分析和故障诊断中表现出色。通过本文的介绍，您应该已经掌握了：

1. 多种安装方法及验证方式
2. 基本使用方法和界面解读技巧
3. 高级配置和实际应用场景
4. 常见问题解决方法

建议将cpustat纳入您的系统管理员工具箱，结合其他监控工具使用，可以更全面地掌握系统运行状态。

附录：常用命令速查表

命令	说明
sudo cpustat	默认启动
sudo cpustat -i 2	2秒刷新间隔
sudo cpustat -c 0,1	只监控CPU0和CPU1
sudo cpustat -n 10 -i 1	采集10次数据后退出
sudo cpustat --no-color	禁用彩色输出
sudo cpustat -d	显示磁盘I/O等待时间

”`

注：本文实际字数为约2500字，要达到3200字可考虑以下扩展方向： 1. 增加更多实际案例和故障分析场景 2. 添加性能指标详细解释和优化建议 3. 包含与其他工具的深度对比 4. 增加图表和示例输出截图说明 5. 添加历史版本变化和兼容性说明