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Golang 獲取系統資訊的實現

2022-06-02 14:04:36

本文介紹獲取系統資訊的方法,另外給出根據不同系統編譯的方法。

問題提出

由於多年來接觸了不同系統的相容工程,對使用宏區分不同的程式碼一直有一種莫名的感覺。像 Linux 核心中就有很多這樣的程式碼,coreboot 中有,nRF52 SDK中也有。在實現的工程庫也要往這方向考慮,比如執行緒庫和socket庫。當接觸 golang 後,因其跨平臺,編碼快,所以在工作中也使用了。但並不是所有程式碼都是跨平臺,像 syscall這樣的包,就無法做到。最近的工程中需要獲取系統資訊,但無法只使用 golang 官方的介面達到目的,最終找到了第三方庫github.com/shirou/gopsutil

在找到第三方庫前,也想過根據不同的系統編譯不同的原始碼檔案,經過考量,還是直接用現成的庫。

golang 的編譯選項

在進入主題前,先了解一下編譯選項。C++可以直接在檔案開始和結束處分別加#if 0和#endif解決,相應的,golang 可以在.go檔案定義包前新增// +build windows或// +build linux來區別在哪個系統編譯。
如果後面跟著註釋,會提示//go:build comment without // +build comment

另一種方法,是直接使用原始碼檔名稱來區分。比如ccall_linux.go和ccall_windows.go分別在 Linux 系統和 Windows 系統下編譯,這種方法非常直觀。golang 中帶_test的檔案是測試用例,這其中的設計思想是一致的。

實際中,筆者使用的工程會呼叫 Linux 的動態庫,但在編譯偵錯時,還是以 Windows 為主,因為涉及 web 前端的設計,這樣就可以在 Windows 中不呼叫動態庫,即介面函數做空實現。

獲取系統資訊

gopsutil 抽象了不同系統,提供統一介面,因為不存在上述問題,本節給出一些範例程式碼,可以獲取一些必要的系統資訊,如CPU、記憶體、磁碟等。

package gin

import (
    "fmt"
    "os"
    "runtime"
    "time"

    "github.com/shirou/gopsutil/cpu"
    "github.com/shirou/gopsutil/disk"
    "github.com/shirou/gopsutil/host"
    "github.com/shirou/gopsutil/net"
    "github.com/shirou/gopsutil/v3/mem"
)

type LSysInfo struct {
    MemAll         uint64
    MemFree        uint64
    MemUsed        uint64
    MemUsedPercent float64
    Days           int64
    Hours          int64
    Minutes        int64
    Seconds        int64

    CpuUsedPercent float64
    OS             string
    Arch           string
    CpuCores       int
}

func GetSysInfo() (info LSysInfo) {
    unit := uint64(1024 * 1024) // MB

    v, _ := mem.VirtualMemory()

    info.MemAll = v.Total
    info.MemFree = v.Free
    info.MemUsed = info.MemAll - info.MemFree
    // 注:使用SwapMemory或VirtualMemory,在不同系統中使用率不一樣,因此直接計算一次
    info.MemUsedPercent = float64(info.MemUsed) / float64(info.MemAll) * 100.0 // v.UsedPercent
    info.MemAll /= unit
    info.MemUsed /= unit
    info.MemFree /= unit

    info.OS = runtime.GOOS
    info.Arch = runtime.GOARCH
    info.CpuCores = runtime.GOMAXPROCS(0)

    // 獲取200ms內的CPU資訊,太短不準確,也可以獲幾秒內的,但這樣會有延時,因為要等待
    cc, _ := cpu.Percent(time.Millisecond*200, false)
    info.CpuUsedPercent = cc[0]

    // 獲取開機時間
    boottime, _ := host.BootTime()
    ntime := time.Now().Unix()
    btime := time.Unix(int64(boottime), 0).Unix()
    deltatime := ntime - btime

    info.Seconds = int64(deltatime)
    info.Minutes = info.Seconds / 60
    info.Seconds -= info.Minutes * 60
    info.Hours = info.Minutes / 60
    info.Minutes -= info.Hours * 60
    info.Days = info.Hours / 24
    info.Hours -= info.Days * 24

    fmt.Printf("info: %#vn", info)

    infoTest()
    os.Exit(0)
    return
}

func infoTest() {
    c, _ := cpu.Info()
    cc, _ := cpu.Percent(time.Second, false) // 1秒
    d, _ := disk.Usage("/")
    n, _ := host.Info()
    nv, _ := net.IOCounters(true)
    physicalCnt, _ := cpu.Counts(false)
    logicalCnt, _ := cpu.Counts(true)
    if len(c) > 1 {
        for _, sub_cpu := range c {
            modelname := sub_cpu.ModelName
            cores := sub_cpu.Cores
            fmt.Printf("CPUs: %v   %v cores n", modelname, cores)
        }
    } else {
        sub_cpu := c[0]
        modelname := sub_cpu.ModelName
        cores := sub_cpu.Cores
        fmt.Printf("CPU: %v   %v cores n", modelname, cores)
    }
    fmt.Printf("physical count:%d logical count:%dn", physicalCnt, logicalCnt)
    fmt.Printf("CPU Used: used %f%%n", cc[0])
    fmt.Printf("HD: %v GB Free: %v GB Usage:%f%%n", d.Total/1024/1024/1024, d.Free/1024/1024/1024, d.UsedPercent)
    fmt.Printf("OS: %v(%v) %vn", n.Platform, n.PlatformFamily, n.PlatformVersion)
    fmt.Printf("Hostname: %vn", n.Hostname)
    fmt.Printf("Network: %v bytes / %v bytesn", nv[0].BytesRecv, nv[0].BytesSent)
}

需要注意的,計算記憶體的使用率,是根據已獲取的已用記憶體除以總記憶體,而不是直接由gopsutil獲取。計算CPU使用率,需要指定時間間隔,如果秒級別,使用者會感覺卡頓,文中程式碼使用 200 毫秒,經測試,有時獲取的值為0。至於執行時間,則通過時間戳直接計算出天數。

某windows系統執行結果如下:

info: gin.LSysInfo{MemAll:0x2ec6, MemFree:0x11a5, MemUsed:0x1d21, MemUsedPercent:62.27692697126946, Days:0, Hours:9, Minutes:26, Seconds:6, CpuUsedPercent:5.882352941068881, OS:"windows", Arch:"amd64", CpuCores:4}
CPU: Intel(R) Core(TM) i5-4210M CPU @ 2.60GHz   4 cores
physical count:2 logical count:4
CPU Used: used 8.593750%
HD: 330 GB Free: 32 GB Usage:90.242198%
OS: Microsoft Windows 7 Ultimate Service Pack 1(Standalone Workstation) 6.1.7601 Build 7601
Hostname: SKY-20210126BVC
Network: 0 bytes / 0 bytes

某 linux 伺服器執行結果:

info: gin.LSysInfo{MemAll:0xf84b, MemFree:0x527, MemUsed:0xf323, MemUsedPercent:97.92430801663596, Days:0, Hours:1, Minutes:6, Seconds:38, CpuUsedPercent:0.25062656021506197, OS:"linux", Arch:"amd64", CpuCores:20}
CPUs: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2640 v4 @ 2.40GHz   1 cores 
CPUs: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2640 v4 @ 2.40GHz   1 cores 
...
physical count:10 logical count:20
CPU Used: used 0.702459%
HD: 49 GB Free: 38 GB Usage:16.708842%
OS: centos(rhel) 7.6.000
Hostname: localhost.localdomain
Network: 1915935 bytes / 224926648 bytes

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