在Linux下，CPU利用率分為用戶態(tài)，系統(tǒng)態(tài)和空閑態(tài)，分別表示CPU處于用戶態(tài)執(zhí)行的時間，系統(tǒng)內(nèi)核執(zhí)行的時間，和空閑系統(tǒng)進程執(zhí)行的時間，三者之和就是CPU的總時間，當沒有用戶進程、系統(tǒng)進程等需要執(zhí)行的時候，CPU就執(zhí)行系統(tǒng)缺省的空閑進程。從平常的思維方式理解的話，CPU的利用率就是非空閑進程占用時間的比例，即CPU執(zhí)行非空閑進程的時間 / CPU總的執(zhí)行時間。
在Linux系統(tǒng)中，CPU時間的分配信息保存在/proc/stat文件中，利用率的計算應(yīng)該從這個文件中獲取數(shù)據(jù)。文件的頭幾行記錄了每個CPU的用戶態(tài)，系統(tǒng)態(tài)，空閑態(tài)等狀態(tài)下分配的時間片（單位是Jiffies），這些數(shù)據(jù)是從CPU加電到當前的累計值。常用的監(jiān)控軟件就是利用/proc/stat里面的這些數(shù)據(jù)來計算CPU的利用率的。
不同版本的linux
/proc/stat文件內(nèi)容不一樣，以Linux 2.6來說，/proc/stat文件的內(nèi)容如下：
cpu 2032004 102648 238344 167130733 758440 15159
17878 0
cpu0 1022597 63462 141826 83528451 366530 9362 15386 0
cpu1 1009407 39185 96518 83602282 391909 5796 2492 0
intr 303194010 212852371 3 0 0 11 0 0 2 1 1 0 0 3 0
11097365 0 72615114 6628960 0 179 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ctxt 236095529
btime 1195210746
processes 401389
procs_running 1
procs_blocked 0
第一行的數(shù)值表示的是CPU總的使用情況，所以我們只要用第一行的數(shù)字計算就可以了。下表解析第一行各數(shù)值的含義：
|
參數(shù)
|
解析（單位：jiffies）
|
|
user (2032004)
|
從系統(tǒng)啟動開始累計到當前時刻，用戶態(tài)的CPU時間，不包含
nice值為負進程。
|
|
nice (102648)
|
從系統(tǒng)啟動開始累計到當前時刻，nice值為負的進程所占用的CPU時間
|
|
system (238344)
|
從系統(tǒng)啟動開始累計到當前時刻，核心時間
|
|
idle (167130733)
|
從系統(tǒng)啟動開始累計到當前時刻，除IO等待時間以外其它等待時間
|
|
iowait (758440)
|
從系統(tǒng)啟動開始累計到當前時刻，IO等待時間
|
|
irq (15159)
|
從系統(tǒng)啟動開始累計到當前時刻，硬中斷時間
|
|
softirq (17878)
|
從系統(tǒng)啟動開始累計到當前時刻，軟中斷時間
|
因為/proc/stat中的數(shù)值都是從系統(tǒng)啟動開始累計到當前時刻的積累值，所以需要在不同時間點t1和t2取值進行比較運算，當兩個時間點的間隔較短時，就可以把這個計算結(jié)果看作是CPU的即時利用率。
CPU的即時利用率的計算公式：
CPU在t1到t2時間段總的使用時間 = ( user2+ nice2+ system2+ idle2+ iowait2+ irq2+ softirq2) - (
user1+ nice1+ system1+ idle1+ iowait1+ irq1+ softirq1)
CPU在t1到t2時間段空閑使用時間 = (idle2 - idle1)
CPU在t1到t2時間段即時利用率 = 1 - CPU空閑使用時間 / CPU總的使用時間
這些值是誰，什么時候記錄的呢？
每次timer的中斷就會記錄一次，記錄在struct cpu_usage_stat 里，實現(xiàn)在timer_tick ->update_process_times里。
那么它的精度就是HZ,如果HZ是100，就意味著每S記錄100次。這個精度當然是不高的，而且容易出錯，下面是在Documentation/cpu-load.txt中的一個例子：
time line between two timer interrupts
|--------------------------------------|
^ ^
|_ user appA begins working |
|_ user appA goes to sleep
結(jié)果這個A的動作沒有被記錄下來，這一S有可能被記錄到其他的頭上。如果你做的程序正好是那個其他，你就會抱怨說，這真是一陀屎呀。
那么有沒有高精度的記錄呢？
有，但是要自己寫，就算你用oprofile之類的，他的原理也是用timer_interrupt記錄的，你可以用其他的高精度timer，但是，頻繁的中斷會把系統(tǒng)弄死。所以要自己寫，假設(shè)有一個高精度的硬件counter，好像x86下的TimeStamp Counter，
在cpu_idle 里記錄idle的時間，在asm_do_IRQ里記錄處理irq的時間，在context_switch記錄進入了那個process，以及時間，在__do_softirq里記錄處理softirq的時間，把這些東西記錄在一塊全局數(shù)組里。