php如何获取CPU和内存使用情况?PHP系统资源监控与获取

裘德小鎮的故事
发布: 2025-09-14 21:52:01
原创
833人浏览过
PHP获取CPU和内存使用情况需借助系统命令或读取/proc文件,常用exec()或shell_exec()执行top、free等命令并解析输出,也可通过sys_getloadavg()获取负载、memory_get_usage()获取脚本内存;但执行外部命令有性能开销和安全风险,如命令注入、权限提升等;更优方案是读取Linux的/proc/meminfo和/proc/stat文件以减少进程开销,或使用APM工具如Datadog、New Relic等专业监控代理实现高效、安全的资源监控。

php如何获取cpu和内存使用情况?php系统资源监控与获取

PHP要获取CPU和内存使用情况,通常不会直接通过内置函数一步到位,因为PHP本身是一个应用层语言,它更多是与Web服务器交互,而不是直接操作系统底层。我们通常需要借助PHP执行系统命令的能力(如

exec()
登录后复制
shell_exec()
登录后复制
)来调用操作系统的工具,或者利用一些特殊的PHP扩展,甚至是通过读取特定的系统文件(如Linux下的
/proc
登录后复制
文件系统)来间接获取这些信息。这有点像让一个厨师去直接测量农田的土壤成分,虽然不是不可能,但总觉得有点绕远路,且需要一些额外的工具和技巧。

解决方案

要获取系统级的CPU和内存使用情况,我们最常用的方法就是利用PHP的

exec()
登录后复制
shell_exec()
登录后复制
函数来执行操作系统提供的命令行工具。这玩意儿,用起来确实方便,但代价也不小,后面我们会聊到它的性能和安全考量。

1. 获取CPU使用情况:

说实话,直接获取一个精确到百分比的“当前CPU使用率”对PHP脚本来说是比较棘手的,因为CPU使用率是一个动态的、持续变化的指标,而且通常由操作系统内核负责统计和调度。PHP脚本在某个瞬间执行一个命令,只能得到那个瞬间的快照,或者一段时间内的平均值。

立即学习PHP免费学习笔记(深入)”;

一个常见的做法是执行Linux系统下的

top
登录后复制
命令或者
mpstat
登录后复制
(如果安装了
sysstat
登录后复制
包)。

<?php
// 获取CPU使用率(Linux为例,需要解析top命令的输出)
function getCpuUsage() {
    $output = shell_exec("top -bn1 | grep 'Cpu(s)'");
    // 解析输出,例如:Cpu(s): 0.3% us, 0.3% sy, 0.0% ni, 99.3% id, 0.0% wa, 0.0% hi, 0.0% si, 0.0% st
    if (preg_match('/Cpu\(s\):\s*([\d.]+)\%\s*us,.*([\d.]+)\%\s*sy,.*([\d.]+)\%\s*id/', $output, $matches)) {
        $user_cpu = floatval($matches[1]); // 用户空间占用
        $system_cpu = floatval($matches[2]); // 内核空间占用
        $idle_cpu = floatval($matches[3]); // 空闲CPU
        $total_usage = $user_cpu + $system_cpu; // 总使用率(不包含nice, io wait等)
        return [
            'user' => $user_cpu,
            'system' => $system_cpu,
            'idle' => $idle_cpu,
            'total_usage' => $total_usage
        ];
    }
    return false;
}

// 获取系统平均负载(load average),这与CPU使用率不同,但也是一个重要的性能指标
// sys_getloadavg() 是PHP内置函数,更安全高效
function getSystemLoadAverage() {
    return sys_getloadavg(); // 返回一个包含1分钟、5分钟、15分钟平均负载的数组
}

// 示例调用
$cpuInfo = getCpuUsage();
if ($cpuInfo) {
    echo "CPU 用户空间使用率: " . $cpuInfo['user'] . "%\n";
    echo "CPU 内核空间使用率: " . $cpuInfo['system'] . "%\n";
    echo "CPU 总使用率: " . $cpuInfo['total_usage'] . "%\n";
} else {
    echo "无法获取CPU使用率。\n";
}

$loadAvg = getSystemLoadAverage();
echo "系统平均负载 (1min, 5min, 15min): " . implode(', ', $loadAvg) . "\n";
?>
登录后复制

这里有个小小的陷阱,

sys_getloadavg()
登录后复制
获取的是系统平均负载(load average),它表示的是在特定时间段内,系统处于可运行或不可中断状态的进程数量。这与CPU使用率是两个不同的概念,高负载不一定意味着CPU使用率高,但通常是CPU瓶颈的早期信号。

2. 获取内存使用情况:

内存使用情况可以分为两个层面:PHP脚本自身的内存使用和整个系统的内存使用。

存了个图
存了个图

视频图片解析/字幕/剪辑,视频高清保存/图片源图提取

存了个图 17
查看详情 存了个图
  • PHP脚本自身内存使用: PHP提供了内置函数来获取当前脚本的内存消耗,这对于调试和优化PHP应用非常有用。

    <?php
    // 获取当前脚本已分配的内存
    echo "当前脚本内存使用: " . round(memory_get_usage() / (1024 * 1024), 2) . " MB\n";
    
    // 获取当前脚本在执行期间达到的内存峰值
    echo "当前脚本内存峰值: " . round(memory_get_peak_usage() / (1024 * 1024), 2) . " MB\n";
    ?>
    登录后复制
  • 系统总内存使用: 与CPU类似,我们需要调用系统命令。在Linux下,

    free -m
    登录后复制
    cat /proc/meminfo
    登录后复制
    是获取系统内存信息的利器。

    <?php
    // 获取系统内存使用情况(Linux为例,解析free -m命令)
    function getSystemMemoryUsage() {
        $output = shell_exec("free -m");
        // 解析输出,例如:
        //               total        used        free      shared  buff/cache   available
        // Mem:           7983        2045        3000         400        2937        5300
        // Swap:          2047           0        2047
        if (preg_match('/Mem:\s+(\d+)\s+(\d+)\s+(\d+)\s+(\d+)\s+(\d+)\s+(\d+)/', $output, $matches)) {
            return [
                'total_mb' => intval($matches[1]),
                'used_mb' => intval($matches[2]),
                'free_mb' => intval($matches[3]),
                'shared_mb' => intval($matches[4]),
                'buff_cache_mb' => intval($matches[5]),
                'available_mb' => intval($matches[6])
            ];
        }
        return false;
    }
    
    // 示例调用
    $memInfo = getSystemMemoryUsage();
    if ($memInfo) {
        echo "系统总内存: " . $memInfo['total_mb'] . " MB\n";
        echo "系统已用内存: " . $memInfo['used_mb'] . " MB\n";
        echo "系统空闲内存: " . $memInfo['free_mb'] . " MB\n";
        echo "系统可用内存: " . $memInfo['available_mb'] . " MB (包含buff/cache中可回收的部分)\n";
    } else {
        echo "无法获取系统内存使用情况。\n";
    }
    ?>
    登录后复制

    对于Windows系统,情况会稍微复杂一些,可能需要使用

    wmic
    登录后复制
    命令或PowerShell脚本,然后通过PHP来执行并解析。不过在Web服务器环境中,Linux更为常见。

PHP获取系统资源时常见的性能瓶颈与安全风险有哪些?

利用

exec()
登录后复制
shell_exec()
登录后复制
这类函数来获取系统资源,虽然直接有效,但就像我前面说的,它其实是个两难的选择,伴随着不容忽视的性能开销和潜在的安全风险。我的经验是,任何时候涉及到执行外部命令,都得格外小心。

性能瓶颈:

  1. 进程创建开销: 每次调用
    exec()
    登录后复制
    shell_exec()
    登录后复制
    ,操作系统都需要创建一个新的进程来执行你指定的命令。这个过程本身就需要消耗CPU和内存资源。如果你的PHP脚本频繁地调用这些命令,比如在一个高并发的Web请求中,那么这些额外的进程创建开销就会迅速累积,导致服务器负载飙升,响应时间变长。
  2. I/O开销: 命令执行的结果通常通过标准输出返回给PHP,这涉及到进程间的I/O操作。如果命令的输出内容很大,或者需要复杂的管道操作,那么I/O的消耗也会增加。
  3. 解析开销: PHP需要解析命令的文本输出,将其转换成有用的数据结构。这个解析过程,尤其是涉及到正则表达式匹配时,本身也是一个CPU密集型的操作。
  4. 实时性与准确性: 就像前面提到的,CPU使用率是一个非常动态的指标。你通过
    exec()
    登录后复制
    获取的只是一个瞬间的快照。如果需要高频、实时的监控,这种方式的性能开销会变得无法承受。

安全风险:

  1. 命令注入: 这是最严重也是最常见的安全漏洞。如果你允许用户输入的数据作为命令的一部分,而没有进行严格的过滤和验证,攻击者就可以注入恶意的命令。例如,如果你的代码是
    shell_exec("ls " . $_GET['dir'])
    登录后复制
    ,攻击者可以传递
    dir=; rm -rf /
    登录后复制
    ,后果不堪设想。
  2. 权限提升: PHP进程通常运行在一个特定的用户下(如
    www-data
    登录后复制
    nginx
    登录后复制
    )。如果这个用户拥有执行某些敏感系统命令的权限,或者这些命令本身存在漏洞,攻击者就可能利用命令注入来提升权限,甚至完全控制服务器。
  3. 信息泄露: 某些系统命令可能会输出敏感的系统信息,如果这些信息被攻击者获取,可能成为进一步攻击的跳板。
  4. 服务拒绝(DoS): 攻击者可以利用命令注入执行耗时或资源密集型的命令,从而耗尽服务器资源,导致服务不可用。

为了规避这些风险,我的建议是:

  • 永远不要直接拼接用户输入到系统命令中。 必须使用
    escapeshellarg()
    登录后复制
    escapeshellcmd()
    登录后复制
    函数对参数进行严格转义。
  • 最小化权限。 PHP运行的用户应该只拥有执行必要命令的最小权限。
  • 考虑替代方案。 如果可以,尽量避免直接执行系统命令。

除了直接执行系统命令,PHP还有哪些更优雅的资源监控方案?

虽然

exec()
登录后复制
很方便,但它的局限性和风险让我们不得不去寻找更“优雅”的解决方案。在我看来,更优雅的方案通常意味着更好的性能、更高的安全性、更强的可维护性,并且能够更好地融入现代的监控体系。

  1. 使用

    /proc
    登录后复制
    文件系统(仅限Linux): Linux系统提供了一个虚拟文件系统
    /proc
    登录后复制
    ,它以文件的形式提供了内核和进程的信息。例如,
    /proc/meminfo
    登录后复制
    包含了系统内存的详细信息,
    /proc/stat
    登录后复制
    包含了CPU的统计数据。直接读取这些文件比执行外部命令要高效得多,因为它避免了进程创建的开销。

    <?php
    // 读取/proc/meminfo 获取内存信息
    function getMemInfoFromProc() {
        if (!file_exists('/proc/meminfo')) {
            return false;
        }
        $lines = file('/proc/meminfo');
        $memInfo = [];
        foreach ($lines as $line) {
            if (preg_match('/^(\w+):\s+(\d+)\s*kB/', $line, $matches)) {
                $memInfo[$matches[1]] = intval($matches[2]) / 1024; // 转换为MB
            }
        }
        // 计算一些常用的指标
        $total = $memInfo['MemTotal'] ?? 0;
        $free = $memInfo['MemFree'] ?? 0;
        $buffers = $memInfo['Buffers'] ?? 0;
        $cached = $memInfo['Cached'] ?? 0;
        $available = $memInfo['MemAvailable'] ?? ($free + $buffers + $cached); // MemAvailable在较新内核中才有
    
        return [
            'total_mb' => round($total, 2),
            'used_mb' => round($total - $available, 2),
            'free_mb' => round($free, 2),
            'available_mb' => round($available, 2)
        ];
    }
    
    // 获取CPU统计数据(需要两次采样计算)
    function getCpuStatFromProc() {
        if (!file_exists('/proc/stat')) {
            return false;
        }
        $lines = file('/proc/stat');
        foreach ($lines as $line) {
            if (str_starts_with($line, 'cpu ')) {
                $parts = explode(' ', $line);
                // user, nice, system, idle, iowait, irq, softirq, steal, guest, guest_nice
                return [
                    'user' => intval($parts[2]),
                    'nice' => intval($parts[3]),
                    'system' => intval($parts[4]),
                    'idle' => intval($parts[5]),
                    'iowait' => intval($parts[6]),
                    'irq' => intval($parts[7]),
                    'softirq' => intval($parts[8]),
                    'steal' => intval($parts[9])
                ];
            }
        }
        return false;
    }
    
    // 要计算CPU使用率,需要两次采样
    // 第一次采样
    $stat1 = getCpuStatFromProc();
    if ($stat1) {
        // 等待一小段时间(比如1秒)
        sleep(1);
        // 第二次采样
        $stat2 = getCpuStatFromProc();
    
        if ($stat2) {
            $total_delta = ($stat2['user'] + $stat2['nice'] + $stat2['system'] + $stat2['idle'] + $stat2['iowait'] + $stat2['irq'] + $stat2['softirq'] + $stat2['steal']) -
                           ($stat1['user'] + $stat1['nice'] + $stat1['system'] + $stat1['idle'] + $stat1['iowait'] + $stat1['irq'] + $stat1['softirq'] + $stat1['steal']);
            $idle_delta = $stat2['idle'] - $stat1['idle'];
    
            if ($total_delta > 0) {
                $cpu_usage = 100 * (1 - $idle_delta / $total_delta);
                echo "CPU 使用率 (通过/proc/stat计算): " . round($cpu_usage, 2) . "%\n";
            }
        }
    }
    
    $memInfoProc = getMemInfoFromProc();
    if ($memInfoProc) {
        echo "系统总内存 (通过/proc/meminfo): " . $memInfoProc['total_mb'] . " MB\n";
        echo "系统已用内存 (通过/proc/meminfo): " . $memInfoProc['used_mb'] . " MB\n";
        echo "系统可用内存 (通过/proc/meminfo): " . $memInfoProc['available_mb'] . " MB\n";
    }
    ?>
    登录后复制

    这种方式虽然更高效,但代码实现起来更复杂,且仅限于Linux系统。

  2. 使用专门的监控代理/APM工具: 这是企业级应用中最推荐的方式。许多专业的应用性能监控(APM)工具,如New Relic, Datadog, Sentry, Prometheus等,都提供了PHP代理(Agent)。这些代理通常以PHP扩展的形式运行,能够深度集成到PHP-FPM或Web服务器中,直接从操作系统或PHP运行时获取各种指标(包括CPU、内存、网络、磁盘I/O等),并将数据发送到监控平台进行存储、分析和可视化。这种方式的优点是:

    • 低开销: 代理通常用C/C++编写,性能优化得很好。
    • 全面性: 不仅能监控系统资源,还能监控PHP应用本身的性能瓶颈(如函数调用时间、数据库查询、HTTP请求等)。
    • 易于集成: 一旦安装配置好,几乎不需要改动PHP代码。
    • 可视化与告警: 监控平台通常提供强大的仪表盘和告警功能。
  3. 构建一个独立的监控服务: 如果你不想引入大型APM工具,但又需要更灵活的监控,可以考虑构建一个独立的

以上就是php如何获取CPU和内存使用情况?PHP系统资源监控与获取的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

PHP速学教程(入门到精通)
PHP速学教程(入门到精通)

PHP怎么学习?PHP怎么入门?PHP在哪学?PHP怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了PHP速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载
来源:php中文网
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn
最新问题
开源免费商场系统广告
热门教程
更多>
最新下载
更多>
网站特效
网站源码
网站素材
前端模板
关于我们 免责申明 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新 English
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送
PHP中文网APP
随时随地碎片化学习

Copyright 2014-2025 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号