cpu
因为监控系统调整需要，需要从宿主机获取容器的 CPU 使用率。
以前在给容器分配 CPU 资源的时候，是绑定指定 CPU 的方式，那宿主只要计算不同容器绑定的 CPU 使用率即可。但是最近对 CPU 资源的分配方式进行了调整，通过CPU使用时间的方式对 CPU 使用率进行限制。（通过CPU使用时间限制有不少优势，另外写文章介绍。）
原来的方法不再适用。既然 Cgroup 可以通过 CPU 时间对 CPU 资源进行限制，那必然在某个地方会统计 CPU 的使用时间。于是我在网络上搜索了一番，大部分的结果都是告诉我可以通过以下命令获取容器的 CPU 使用率。
$ docker stats awesome_brattain 67b2525d8ad1
CONTAINER ID NAME CPU % MEM USAGE / LIMIT MEM % NET I/O BLOCK I/O PIDS
b95a83497c91 awesome_brattain 0.28% 5.629MiB / 1.952GiB 0.28% 916B / 0B 147kB / 0B 9
67b2525d8ad1 foobar 0.00% 1.727MiB / 1.952GiB 0.09% 2.48kB / 0B 4.11MB / 0B 2
显然，现在一旦说到容器，基本上都会认为说的是 docker，其实我用的是LXC。不过不管怎样，计算方法应该是一致的。
摸索一番，发现在以下路径就能找到一个容器（这里是LXC）的 CPU 使用时间，时间单位是纳秒：
/sys/fs/cgroup/cpu/lxc/$lxc_name/cpuacct.usage
利用这个时间，再计算实际经过的时间，就能得出在一段时间内，CPU的使用率。
PS. 通过这个方法，不仅能计算整个 CPU 使用率，还可以计算出用户态和内核态分别使用的情况，在特定情况会更有助于了解应用程序的使用情况。（见cpuacct.usage_sys 和 cpuacct.usage_user)
计算方法
CPU 使用率 = (结束时CPU使用时间 - 开始时CPU使用时间) / (结束时间 - 开始时间）
CPU使用时间就是上一节文中提到的cgroup文件下的cpuacct.usage文件里的时间。
当前时间，以纳秒计算，可以通过以下函数获取：
import time
import subporcess
def get_current_time(self):
"""get current time in nanoseconds
"""
try:
# time_ns() only supported by python 3.7
time = time.time_ns()
except Exception:
time = subprocess.check_output(['date', '+%s%N'])
return int(time)
只要两个时间点的当前时间相减，就可以得到总共经过的时间了。
这个程序的源码也可以贴出来，有需要的朋友也可以去Github上可克隆：
https://github.com/aaron0769/lxc-cpu-usage
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: shanhanqiang
import time
import sys
import subprocess
class CPU():
def __init__(self, cpuacct_file):
self.cpuacct_file = cpuacct_file
self.last_total_time = self.get_total_time()
self.last_use_time = self.get_use_time()
def get_total_time(self):
"""get total time elapsed, in nanoseconds
"""
try:
# time_ns() only supported by python 3.7
total_time = time.time_ns()
except Exception:
total_time = subprocess.check_output(['date', '+%s%N'])
return int(total_time)
def get_use_time(self):
"""get use time elapsed, in nanoseconds
"""
with open(self.cpuacct_file, 'r') as f:
use_time = int(f.read())
return use_time
def get_cpu_usage(self):
current_total_time = self.get_total_time()
current_use_time = self.get_use_time()
delta_use_time = current_use_time - self.last_use_time
delta_total_time = current_total_time - self.last_total_time
usage = delta_use_time / delta_total_time
self.last_total_time = current_total_time
self.last_use_time = current_use_time
return usage
def main():
if len(sys.argv) < 2:
print("Error: need a name of lxc")
print("python cpu_usage.py lxc_name")
lxc_name = sys.argv[1]
cpuacct_usage_file = "/sys/fs/cgroup/cpu/lxc/{}/cpuacct.usage".format(lxc_name)
cpu = CPU(cpuacct_usage_file)
while True:
cpu_usage = round(cpu.get_cpu_usage() * 100, 2)
print("{} CPU Usage: {}".format(lxc_name, cpu_usage))
time.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
main()
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