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用 Python 来编写脚本简化日常的运维工作是 Python 的一个重要用途。在 Linux 下，有许多系统命令可以让我们时刻监控系统运行的状态，如 ps，top，free 等等。要获取这些系统信息，Python 可以通过 subprocess 模块调用并获取结果。但这样做显得很麻烦，尤其是要写很多解析代码。
在 Python 中获取系统信息的另一个好办法是使用 psutil 这个第三方模块。顾名思义，psutil = process and system utilities，它不仅可以通过一两行代码实现系统监控，还可以跨平台使用，支持 Linux/UNIX/OSX/Windows 等，是系统管理员和运维小伙伴不可或缺的必备模块。
安装 psutil
如果安装了 Anaconda，psutil就已经可用了。否则，需要在命令行下通过 pip 安装：
$ pip install psutil
如果遇到 Permission denied 安装失败，请加上 sudo 重试。
获取 CPU 信息
我们先来获取 CPU 的信息：
| import psutil | |
| psutil.cpu_count() # CPU 逻辑数量 | |
| 4 | |
| psutil.cpu_count(logical=False) # CPU 物理核心 | |
| 2 | |
| # 2 说明是双核超线程, 4 则是 4 核非超线程 |
统计 CPU 的用户/系统/空闲时间：
| psutil.cpu_times() | |
| scputimes(user=10963.31, nice=0.0, system=5138.67, idle=356102.45) |
再实现类似 top 命令的 CPU 使用率，每秒刷新一次，累计 10 次：
| >>> for x in range(10): | |
| ... print(psutil.cpu_percent(interval=1, percpu=True)) | |
| ... | |
| [14.0, 4.0, 4.0, 4.0] | |
| [12.0, 3.0, 4.0, 3.0] | |
| [8.0, 4.0, 3.0, 4.0] | |
| [12.0, 3.0, 3.0, 3.0] | |
| [18.8, 5.1, 5.9, 5.0] | |
| [10.9, 5.0, 4.0, 3.0] | |
| [12.0, 5.0, 4.0, 5.0] | |
| [15.0, 5.0, 4.0, 4.0] | |
| [19.0, 5.0, 5.0, 4.0] | |
| [9.0, 3.0, 2.0, 3.0] |
获取内存信息
使用 psutil 获取物理内存和交换内存信息，分别使用：
| psutil.virtual_memory() | |
| svmem(total=8589934592, available=2866520064, percent=66.6, used=7201386496, free=216178688, active=3342192640, inactive=2650341376, wired=1208852480) | |
| psutil.swap_memory() | |
| sswap(total=1073741824, used=150732800, free=923009024, percent=14.0, sin=10705981440, sout=40353792) |
返回的是字节为单位的整数，可以看到，总内存大小是 8589934592 = 8 GB，已用 7201386496 = 6.7 GB，使用了 66.6%。
而交换区大小是 1073741824 = 1 GB。
获取磁盘信息
可以通过 psutil 获取磁盘分区、磁盘使用率和磁盘 IO 信息：
| psutil.disk_partitions() # 磁盘分区信息 | |
| [sdiskpart(device='/dev/disk1', mountpoint='/', fstype='hfs', opts='rw,local,rootfs,dovolfs,journaled,multilabel')] | |
| psutil.disk_usage('/') # 磁盘使用情况 | |
| sdiskusage(total=998982549504, used=390880133120, free=607840272384, percent=39.1) | |
| psutil.disk_io_counters() # 磁盘 IO | |
| sdiskio(read_count=988513, write_count=274457, read_bytes=14856830464, write_bytes=17509420032, read_time=2228966, write_time=1618405) |
可以看到，磁盘 '/' 的总容量是 998982549504 = 930 GB，使用了 39.1%。文件格式是 HFS，opts中包含 rw 表示可读写，journaled表示支持日志。
获取网络信息
psutil 可以获取网络接口和网络连接信息：
| psutil.net_io_counters() # 获取网络读写字节/包的个数 | |
| snetio(bytes_sent=3885744870, bytes_recv=10357676702, packets_sent=10613069, packets_recv=10423357, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0) | |
| psutil.net_if_addrs() # 获取网络接口信息 | |
| {'lo0': [snic(family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, address='127.0.0.1', netmask='255.0.0.0'), ...], | |
| 'en1': [snic(family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, address='10.0.1.80', netmask='255.255.255.0'), ...], | |
| 'en0': [...], | |
| 'en2': [...], | |
| 'bridge0': [...] | |
| } | |
| psutil.net_if_stats() # 获取网络接口状态 | |
| {'lo0': snicstats(isup=True, duplex=<NicDuplex.NIC_DUPLEX_UNKNOWN: 0>, speed=0, mtu=16384), | |
| 'en0': snicstats(isup=True, duplex=<NicDuplex.NIC_DUPLEX_UNKNOWN: 0>, speed=0, mtu=1500), | |
| 'en1': snicstats(...), | |
| 'en2': snicstats(...), | |
| 'bridge0': snicstats(...) | |
| } |
要获取当前网络连接信息，使用net_connections()：
| >>> psutil.net_connections() | |
| Traceback (most recent call last): | |
| ... | |
| PermissionError: [Errno 1] Operation not permitted | |
| During handling of the above exception, another exception occurred: | |
| Traceback (most recent call last): | |
| ... | |
| psutil.AccessDenied: psutil.AccessDenied (pid=3847) |
你可能会得到一个 AccessDenied 错误，原因是 psutil 获取信息也是要走系统接口，而获取网络连接信息需要 root 权限，这种情况下，可以退出 Python 交互环境，用 sudo 重新启动：
| $ sudo python3 | |
| Password: ****** | |
| Python 3.8 ... on darwin | |
| Type "help", ... for more information. | |
| >>> import psutil | |
| >>> psutil.net_connections() | |
| [sconn(fd=83, family=<AddressFamily.AF_INET6: 30>, type=1, laddr=addr(ip='::127.0.0.1', port=62911), raddr=addr(ip='::127.0.0.1', port=3306), status='ESTABLISHED', pid=3725), | |
| sconn(fd=84, family=<AddressFamily.AF_INET6: 30>, type=1, laddr=addr(ip='::127.0.0.1', port=62905), raddr=addr(ip='::127.0.0.1', port=3306), status='ESTABLISHED', pid=3725), | |
| sconn(fd=93, family=<AddressFamily.AF_INET6: 30>, type=1, laddr=addr(ip='::', port=8080), raddr=(), status='LISTEN', pid=3725), | |
| sconn(fd=103, family=<AddressFamily.AF_INET6: 30>, type=1, laddr=addr(ip='::127.0.0.1', port=62918), raddr=addr(ip='::127.0.0.1', port=3306), status='ESTABLISHED', pid=3725), | |
| sconn(fd=105, family=<AddressFamily.AF_INET6: 30>, type=1, ..., pid=3725), | |
| sconn(fd=106, family=<AddressFamily.AF_INET6: 30>, type=1, ..., pid=3725), | |
| sconn(fd=107, family=<AddressFamily.AF_INET6: 30>, type=1, ..., pid=3725), | |
| ... | |
| sconn(fd=27, family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, type=2, ..., pid=1) | |
| ] |
获取进程信息
通过 psutil 可以获取到所有进程的详细信息：
| psutil.pids() # 所有进程 ID | |
| [3865, 3864, 3863, 3856, 3855, 3853, 3776, ..., 45, 44, 1, 0] | |
| p = psutil.Process(3776) # 获取指定进程 ID=3776，其实就是当前 Python 交互环境 | |
| p.name() # 进程名称 | |
| 'python3.6' | |
| p.exe() # 进程 exe 路径 | |
| '/Users/michael/anaconda3/bin/python3.6' | |
| p.cwd() # 进程工作目录 | |
| '/Users/michael' | |
| p.cmdline() # 进程启动的命令行 | |
| ['python3'] | |
| p.ppid() # 父进程 ID | |
| 3765 | |
| p.parent() # 父进程 | |
| <psutil.Process(pid=3765, name='bash') at 4503144040> | |
| p.children() # 子进程列表 | |
| [] | |
| p.status() # 进程状态 | |
| 'running' | |
| p.username() # 进程用户名 | |
| 'michael' | |
| p.create_time() # 进程创建时间 | |
| 1511052731.120333 | |
| p.terminal() # 进程终端 | |
| '/dev/ttys002' | |
| p.cpu_times() # 进程使用的 CPU 时间 | |
| pcputimes(user=0.081150144, system=0.053269812, children_user=0.0, children_system=0.0) | |
| p.memory_info() # 进程使用的内存 | |
| pmem(rss=8310784, vms=2481725440, pfaults=3207, pageins=18) | |
| p.open_files() # 进程打开的文件 | |
| [] | |
| p.connections() # 进程相关网络连接 | |
| [] | |
| p.num_threads() # 进程的线程数量 | |
| 1 | |
| p.threads() # 所有线程信息 | |
| [pthread(id=1, user_time=0.090318, system_time=0.062736)] | |
| p.environ() # 进程环境变量 | |
| {'SHELL': '/bin/bash', 'PATH': '/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:...', 'PWD': '/Users/michael', 'LANG': 'zh_CN.UTF-8', ...} | |
| p.terminate() # 结束进程 | |
| Terminated: 15 <-- 自己把自己结束了 |
和获取网络连接类似，获取一个 root 用户的进程需要 root 权限，启动 Python 交互环境或者 .py 文件时，需要 sudo 权限。
psutil 还提供了一个 test() 函数，可以模拟出 ps 命令的效果：
| $ sudo python3 | |
| Password: ****** | |
| Python 3.6.3 ... on darwin | |
| Type "help", ... for more information. | |
| import psutil | |
| psutil.test() | |
| USER PID %MEM VSZ RSS TTY START TIME COMMAND | |
| root 0 24.0 74270628 2016380 ? Nov18 40:51 kernel_task | |
| root 1 0.1 2494140 9484 ? Nov18 01:39 launchd | |
| root 44 0.4 2519872 36404 ? Nov18 02:02 UserEventAgent | |
| root 45 ? 2474032 1516 ? Nov18 00:14 syslogd | |
| root 47 0.1 2504768 8912 ? Nov18 00:03 kextd | |
| root 48 0.1 2505544 4720 ? Nov18 00:19 fseventsd | |
| _appleeven 52 0.1 2499748 5024 ? Nov18 00:00 appleeventsd | |
| root 53 0.1 2500592 6132 ? Nov18 00:02 configd | |
小结
psutil使得 Python 程序获取系统信息变得易如反掌。
psutil还可以获取用户信息、Windows 服务等很多有用的系统信息，具体请参考 psutil 的官网：https://github.com/giampaolo/psutil
正文完
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