Python使用psutil實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控與資源管理
在系統(tǒng)運維、資源監(jiān)控、性能分析、服務(wù)狀態(tài)診斷等領(lǐng)域，開發(fā)者常常需要獲取操作系統(tǒng)底層信息，如 CPU 使用率、內(nèi)存占用、磁盤讀寫、網(wǎng)絡(luò)傳輸、進程詳情等。雖然這些功能可以通過 shell 命令實現(xiàn)，如 top、df、ps、iostat 等，但在自動化腳本和跨平臺開發(fā)中，使用 Python 腳本來完成這些任務(wù)更具靈活性和可移植性。
這正是 psutil 的用武之地 —— 一個功能強大的跨平臺系統(tǒng)監(jiān)控庫，可以輕松獲取各種系統(tǒng)資源狀態(tài)和進程信息，且支持 Linux、Windows、macOS 等平臺。
本文將深入講解 psutil 的各項功能，并結(jié)合實際代碼示例，展示如何用 Python 構(gòu)建自己的系統(tǒng)監(jiān)控工具、資源分析器、進程管理腳本等。
一、psutil 簡介
psutil 是“process and system utilities”的縮寫，它是一個 跨平臺的系統(tǒng)監(jiān)控庫，用于：
- 獲取 CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò) 等系統(tǒng)使用情況
- 管理和獲取 進程信息
- 實現(xiàn)任務(wù)監(jiān)控、資源追蹤和系統(tǒng)健康檢查
- 提供類 Unix ps, top, df, netstat, lsof 等命令的功能接口
它的設(shè)計初衷是替代用 Python 封裝 shell 命令的繁瑣做法，提供一致、優(yōu)雅、性能優(yōu)異的 API。
二、安裝與基本使用
安裝方式
使用 pip 安裝非常簡單：
pip install psutil
安裝完成后，幾乎可以立即開始使用，無需額外配置。
快速示例：獲取當(dāng)前 CPU 使用率
import psutil
print("當(dāng)前 CPU 使用率：", psutil.cpu_percent(interval=1), "%")
cpu_percent() 表示在指定時間間隔內(nèi)（如 1 秒）測量 CPU 總體使用率。
三、CPU 信息監(jiān)控
1. 獲取 CPU 邏輯/物理核心數(shù)
print("物理核心數(shù)：", psutil.cpu_count(logical=False))
print("邏輯核心數(shù)：", psutil.cpu_count(logical=True))
2. 每個核心的使用率
import time
for _ in range(5):
usage = psutil.cpu_percent(interval=1, percpu=True)
print("每個核心使用率：", usage)
3. 獲取 CPU 時間信息
times = psutil.cpu_times()
print(f"user: {times.user}, system: {times.system}, idle: {times.idle}")
這個 API 提供了系統(tǒng)級的 CPU 時間分布。
四、內(nèi)存信息監(jiān)控
1. 獲取虛擬內(nèi)存使用情況
mem = psutil.virtual_memory()
print(f"總內(nèi)存: {mem.total / 1024 ** 3:.2f} GB")
print(f"已使用: {mem.used / 1024 ** 3:.2f} GB")
print(f"空閑: {mem.available / 1024 ** 3:.2f} GB")
print(f"使用率: {mem.percent}%")
2. 獲取 swap 交換分區(qū)信息
swap = psutil.swap_memory()
print(f"Swap 總量: {swap.total / 1024 ** 3:.2f} GB")
print(f"使用率: {swap.percent}%")
五、磁盤信息監(jiān)控
1. 獲取磁盤分區(qū)信息
partitions = psutil.disk_partitions()
for p in partitions:
print(f"掛載點: {p.mountpoint}, 類型: {p.fstype}")
2. 獲取磁盤使用情況
usage = psutil.disk_usage('/')
print(f"總空間: {usage.total / 1024 ** 3:.2f} GB")
print(f"已用: {usage.used / 1024 ** 3:.2f} GB")
print(f"剩余: {usage.free / 1024 ** 3:.2f} GB")
3. 實時磁盤 IO 情況
io = psutil.disk_io_counters()
print(f"讀字節(jié): {io.read_bytes / 1024 ** 2:.2f} MB")
print(f"寫字節(jié): {io.write_bytes / 1024 ** 2:.2f} MB")
六、網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控
1. 獲取網(wǎng)絡(luò) IO 情況
net = psutil.net_io_counters()
print(f"發(fā)送: {net.bytes_sent / 1024 ** 2:.2f} MB")
print(f"接收: {net.bytes_recv / 1024 ** 2:.2f} MB")
2. 獲取網(wǎng)卡信息
addrs = psutil.net_if_addrs()
for iface, infos in addrs.items():
print(f"\n網(wǎng)卡: {iface}")
for info in infos:
print(f" 地址: {info.address} ({info.family})")
3. 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接
conns = psutil.net_connections(kind='inet')
for conn in conns[:5]:
print(f"連接: {conn.laddr} -> {conn.raddr}, 狀態(tài): {conn.status}")
七、進程管理
1. 枚舉當(dāng)前所有進程
for proc in psutil.process_iter(['pid', 'name', 'username']):
print(proc.info)
2. 獲取指定進程的詳細(xì)信息
p = psutil.Process(1) # PID 1 通常是 init 或 systemd
print(f"名稱: {p.name()}")
print(f"路徑: {p.exe()}")
print(f"狀態(tài): {p.status()}")
print(f"CPU使用率: {p.cpu_percent(interval=1.0)}")
print(f"內(nèi)存使用: {p.memory_info().rss / 1024 ** 2:.2f} MB")
3. 操作進程（終止、掛起、恢復(fù)）
p = psutil.Process(1234) p.suspend() # 掛起 p.resume() # 恢復(fù) p.terminate() # 終止
注意：需要管理員權(quán)限或 root 權(quán)限才能操作其他用戶的進程。
八、構(gòu)建一個簡單的系統(tǒng)資源儀表板
你可以使用 psutil + rich 或 psutil + flask/streamlit 構(gòu)建漂亮的圖形或終端儀表盤。下面是一個簡單的終端監(jiān)控：
import psutil
import time
import os
def monitor():
while True:
os.system('cls' if os.name == 'nt' else 'clear')
print("=== 實時系統(tǒng)資源監(jiān)控 ===")
print(f"CPU 使用率: {psutil.cpu_percent()}%")
mem = psutil.virtual_memory()
print(f"內(nèi)存: {mem.used / 1024 ** 3:.2f} GB / {mem.total / 1024 ** 3:.2f} GB ({mem.percent}%)")
net = psutil.net_io_counters()
print(f"網(wǎng)絡(luò): 發(fā)送 {net.bytes_sent / 1024 ** 2:.2f} MB, 接收 {net.bytes_recv / 1024 ** 2:.2f} MB")
time.sleep(1)
if __name__ == "__main__":
monitor()可以擴展為 Web 儀表盤，甚至接入 Grafana、Prometheus 進行數(shù)據(jù)上報。
九、高級用法與實踐案例
1. 編寫一個自動殺死高 CPU 占用進程的守護腳本
def auto_kill(threshold=80):
for proc in psutil.process_iter(['pid', 'name', 'cpu_percent']):
try:
if proc.info['cpu_percent'] > threshold:
print(f"殺死高 CPU 進程: {proc.info}")
psutil.Process(proc.info['pid']).terminate()
except (psutil.NoSuchProcess, psutil.AccessDenied):
continue
2. 跨平臺性能分析工具
你可以用 psutil 收集數(shù)據(jù)并記錄日志：
import json
import datetime
def log_stats():
stats = {
"time": str(datetime.datetime.now()),
"cpu": psutil.cpu_percent(),
"mem": psutil.virtual_memory().percent,
"disk": psutil.disk_usage('/').percent,
}
with open("syslog.json", "a") as f:
f.write(json.dumps(stats) + "\n")
可用于機器長時間運行狀態(tài)監(jiān)控和可視化分析。
十、總結(jié)與展望
psutil 是一個非常成熟、穩(wěn)定、文檔完善的 Python 庫，它幾乎可以滿足你對操作系統(tǒng)資源訪問的一切需求，包括但不限于：
- 任務(wù)管理器替代腳本
- DevOps 運維工具
- 系統(tǒng)性能分析
- 自動化測試平臺
- AI 訓(xùn)練任務(wù)資源調(diào)度
優(yōu)勢：
- 跨平臺支持強（Windows/Linux/macOS）
- API 直觀、結(jié)構(gòu)清晰
- 文檔豐富、社區(qū)活躍
- 可集成至各種 Python 工具鏈中
注意事項：
- 某些操作（如殺死進程、訪問別的用戶進程）可能需要管理員權(quán)限
- 大量遍歷系統(tǒng)進程時注意異常處理（AccessDenied, NoSuchProcess）
到此這篇關(guān)于Python使用psutil實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控與資源管理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python psutil監(jiān)控系統(tǒng)與資源內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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