答案：通过读取/proc/stat和/proc/meminfo文件，利用C语言实现CPU和内存使用率的周期性采集与计算。首先从/proc/stat获取CPU时间字段并计算两次采样间的差值以得出使用率，再从/proc/meminfo解析MemTotal和MemAvailable计算内存使用比例，最终整合为每2秒输出一次的监控模块，需注意采样间隔与文件解析的准确性。
在Linux系统中，编写资源监控模块可以帮助我们实时掌握CPU、内存等关键资源的使用情况。这类模块常用于运维工具、自研监控系统或性能分析场景。实现原理主要依赖于/proc虚拟文件系统提供的统计信息，比如/proc/stat和/proc/meminfo。下面通过C语言示例展示如何编码实现一个简单的CPU和内存监控模块。
CPU使用率监控
Linux的/proc/stat文件记录了系统启动以来的CPU时间统计。我们可以通过读取该文件中第一行（cpu行）的数据，计算一段时间内的CPU使用率。
关键字段包括：
- user：用户态时间
- nice：低优先级用户态时间
- system：内核态时间
- idle：空闲时间
- iowait：等待I/O完成的时间
总CPU时间和空闲时间可用于计算使用率。
// 示例：获取CPU使用率
#include#include #include #include // 获取总CPU时间和空闲时间 void get_cpu_times(unsigned long long total, unsigned long long idle) { FILE *file = fopen("/proc/stat", "r"); unsigned long long user, nice, system, idle_time, iowait, irq, softirq, steal; fscanf(file, "cpu %llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu", &user, &nice, &system, &idle_time, &iowait, &irq, &softirq, &steal); fclose(file);
*total = user + nice + system + idle_time + iowait + irq + softirq + steal; *idle = idle_time;}
// 计算CPU使用率 float get_cpu_usage() { unsigned long long total1, idle1, total2, idle2;
get_cpu_times(&total1, &idle1); sleep(1); // 采样间隔 get_cpu_times(&total2, &idle2); unsigned long long total_diff = total2 - total1; unsigned long long idle_diff = idle2 - idle1; if (total_diff == 0) return 0.0; float usage = 100.0 * (total_diff - idle_diff) / total_diff; return usage;}
内存使用情况监控
内存信息可以从
/proc/meminfo中读取。该文件以键值对形式列出各项内存指标，如总内存、可用内存、缓存等。我们关注的主要字段有：
- MemTotal：总物理内存
- MemAvailable：可被新进程使用的内存
- MemFree：完全未使用的内存
通常用
MemAvailable来评估系统剩余可用内存更准确。// 示例：获取内存使用率
float get_memory_usage() { FILE *file = fopen("/proc/meminfo", "r"); int mem_total, mem_free, mem_available;char line[256]; while (fgets(line, sizeof(line), file)) { if (sscanf(line, "MemTotal: %d kB", &mem_total) == 1) continue; if (sscanf(line, "MemFree: %d kB", &mem_free) == 1) continue; if (sscanf(line, "MemAvailable: %d kB", &mem_available) == 1) break; } fclose(file); float usage = 100.0 * (mem_total - mem_available) / (float)mem_total; return usage;}
整合为监控模块
将上述函数组合起来，可以构建一个周期性输出资源使用情况的简单监控程序。
int main() { while (1) { float cpu = get_cpu_usage(); float mem = get_memory_usage();printf("CPU Usage: %.2f%%\n", cpu); printf("Memory Usage: %.2f%%\n", mem); printf("------------------------\n"); sleep(2); // 每2秒刷新一次 } return 0;}
编译运行：
gcc monitor.c -o monitor && ./monitor这个基础模块可以根据需求扩展，比如加入日志记录、阈值告警、网络传输等功能。核心思路是定期采集
/proc中的数据并做差值或比例计算。基本上就这些，不复杂但容易忽略细节，比如采样间隔设置过短会导致数据失真，或解析文件时未正确跳过注释行。实际部署时建议加上错误处理和资源释放逻辑。
