c语言如何写一个资源监视器

C语言如何写一个资源监视器

使用C语言编写一个资源监视器可以通过：利用系统调用、读取系统文件、使用第三方库。 本文将详细描述如何在C语言中实现一个资源监视器，主要通过以下几个步骤完成：获取CPU使用率、获取内存使用情况、监控磁盘I/O、监控网络流量。其中，我们将重点详细描述如何获取CPU使用率。

一、获取CPU使用率

获取CPU使用率的关键在于读取并解析系统文件。在Linux系统中，CPU使用信息存储在/proc/stat文件中。通过读取和解析这个文件，可以获取CPU的使用情况。

1. 读取和解析/proc/stat文件

/proc/stat文件包含了系统自启动以来的各种统计信息，其中第一行记录了CPU的使用情况。每个字段表示不同的统计数据，例如用户态时间、系统态时间、空闲时间等。

示例代码：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void get_cpu_usage() {
    FILE *fp;
    char buffer[1024];
    size_t bytes_read;
    char *match;
    unsigned long user, nice, system, idle, iowait, irq, softirq, steal;
    fp = fopen("/proc/stat", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Error opening /proc/stat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    bytes_read = fread(buffer, 1, sizeof(buffer) - 1, fp);
    fclose(fp);
    if (bytes_read == 0) {
        perror("Error reading /proc/stat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    buffer[bytes_read] = '';
    match = strstr(buffer, "cpu ");
    if (match == NULL) {
        perror("Error finding 'cpu' in /proc/stat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    sscanf(match, "cpu %lu %lu %lu %lu %lu %lu %lu %lu",
           &user, &nice, &system, &idle, &iowait, &irq, &softirq, &steal);
    unsigned long total = user + nice + system + idle + iowait + irq + softirq + steal;
    unsigned long idle_time = idle + iowait;
    unsigned long usage = total - idle_time;
    printf("CPU Usage: %.2f%%n", (usage / (double) total) * 100.0);
}
int main() {
    get_cpu_usage();
    return 0;
}

上述代码打开并读取/proc/stat文件，解析第一行中的CPU使用数据，然后计算并输出CPU使用率。

二、获取内存使用情况

内存使用情况同样可以通过读取系统文件来获取。在Linux系统中，内存使用信息存储在/proc/meminfo文件中。通过读取并解析这个文件，可以获取内存的总量、空闲量、已使用量等。

1. 读取和解析/proc/meminfo文件

/proc/meminfo文件包含了系统内存的各种统计信息，例如MemTotal、MemFree、Buffers、Cached等。

示例代码：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
void get_memory_usage() {
    FILE *fp;
    char line[256];
    unsigned long mem_total = 0, mem_free = 0, buffers = 0, cached = 0;
    fp = fopen("/proc/meminfo", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Error opening /proc/meminfo");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    while (fgets(line, sizeof(line), fp)) {
        sscanf(line, "MemTotal: %lu kB", &mem_total);
        sscanf(line, "MemFree: %lu kB", &mem_free);
        sscanf(line, "Buffers: %lu kB", &buffers);
        sscanf(line, "Cached: %lu kB", &cached);
    }
    fclose(fp);
    unsigned long used_memory = mem_total - (mem_free + buffers + cached);
    printf("Memory Usage: %.2f%%n", (used_memory / (double) mem_total) * 100.0);
}
int main() {
    get_memory_usage();
    return 0;
}

上述代码打开并读取/proc/meminfo文件，解析相关行中的内存使用数据，然后计算并输出内存使用率。

三、监控磁盘I/O

磁盘I/O统计信息可以通过读取系统文件来获取。在Linux系统中，磁盘I/O信息存储在/proc/diskstats文件中。通过读取并解析这个文件，可以获取磁盘的读写操作次数、读写字节数等。

1. 读取和解析/proc/diskstats文件

/proc/diskstats文件包含了系统中每个磁盘设备的I/O统计信息，例如读操作次数、写操作次数、读字节数、写字节数等。

示例代码：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void get_disk_io() {
    FILE *fp;
    char line[256];
    unsigned long reads = 0, writes = 0;
    char device[32];
    fp = fopen("/proc/diskstats", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Error opening /proc/diskstats");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    while (fgets(line, sizeof(line), fp)) {
        sscanf(line, "%*d %*d %s %*d %lu %*d %*d %*d %*d %lu", device, &reads, &writes);
        printf("Device: %s, Reads: %lu, Writes: %lun", device, reads, writes);
    }
    fclose(fp);
}
int main() {
    get_disk_io();
    return 0;
}

上述代码打开并读取/proc/diskstats文件，解析每行中的磁盘I/O数据，然后输出每个设备的读写操作次数。

四、监控网络流量

网络流量统计信息可以通过读取系统文件来获取。在Linux系统中，网络接口的流量信息存储在/proc/net/dev文件中。通过读取并解析这个文件，可以获取各个网络接口的接收和发送字节数、包数等。

1. 读取和解析/proc/net/dev文件

/proc/net/dev文件包含了系统中每个网络接口的流量统计信息，例如接收字节数、发送字节数、接收包数、发送包数等。

示例代码：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void get_network_usage() {
    FILE *fp;
    char line[256];
    char iface[32];
    unsigned long rx_bytes = 0, tx_bytes = 0;
    fp = fopen("/proc/net/dev", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Error opening /proc/net/dev");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // Skip the first two lines
    fgets(line, sizeof(line), fp);
    fgets(line, sizeof(line), fp);
    while (fgets(line, sizeof(line), fp)) {
        sscanf(line, "%s %lu %*d %*d %*d %*d %*d %*d %lu", iface, &rx_bytes, &tx_bytes);
        // Remove the colon at the end of the interface name
        iface[strlen(iface) - 1] = '';
        printf("Interface: %s, Rx Bytes: %lu, Tx Bytes: %lun", iface, rx_bytes, tx_bytes);
    }
    fclose(fp);
}
int main() {
    get_network_usage();
    return 0;
}

上述代码打开并读取/proc/net/dev文件，解析每行中的网络接口流量数据，然后输出每个接口的接收和发送字节数。

总结

通过以上几个部分的实现，我们可以完成一个简单的资源监视器，能够监控系统的CPU使用率、内存使用情况、磁盘I/O以及网络流量。在实现过程中，主要依赖于读取和解析系统文件来获取相应的统计数据。当然，这只是一个基础的实现，在实际应用中还可以进一步优化和扩展，例如增加异常处理、优化性能、支持更多的统计项等。

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相关问答FAQs：

1. 资源监视器是什么？
资源监视器是一种用于监测计算机系统资源使用情况的工具，可以帮助用户了解系统的运行状况，例如CPU使用率、内存占用等。

2. 如何在C语言中编写一个资源监视器？
编写资源监视器的关键是利用系统函数和库来获取系统资源的相关信息。在C语言中，可以使用如下函数来获取资源信息：

• getrusage()函数：可以获取进程的资源使用情况，如CPU时间、内存使用等。
• sysinfo()函数：可以获取系统的整体资源使用情况，如内存总量、可用内存等。
• procfs文件系统：在Linux系统中，可以通过读取/proc目录下的文件获取系统资源信息，如/proc/meminfo可以获取内存信息，/proc/stat可以获取CPU信息。

3. 如何使用C语言编写一个简单的资源监视器？
以下是一个简单的示例代码，用于监视CPU的使用率：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    FILE* fp;
    char line[128];
    char cpu[4];
    unsigned long long int user, nice, sys, idle, total;

    while (1) {
        fp = fopen("/proc/stat", "r");
        fgets(line, sizeof(line), fp);
        fclose(fp);

        sscanf(line, "%s %llu %llu %llu %llu", cpu, &user, &nice, &sys, &idle);
        total = user + nice + sys + idle;

        printf("CPU使用率：%.2f%%n", (float)(total - idle) / total * 100);

        sleep(1);
    }

    return 0;
}

该代码每隔一秒钟读取/proc/stat文件中的CPU信息，并计算CPU的使用率，然后输出到屏幕上。可以根据需要修改代码以监视其他资源信息。