Python利用psutil實現獲取硬體,網路和程序資訊

2022-07-22 18:01:32

楔子

Python 有一個第三方模組叫 psutil，專門用來獲取作業系統以及硬體相關的資訊，比如：CPU、磁碟、網路、記憶體等等。下面來看一下它的用法，不過在使用之前需要先安裝，直接 pip install psutil 即可。

CPU 相關

獲取 CPU 的邏輯核心數量

import psutil
print(psutil.cpu_count())  # 12

# 或者使用 multiprocessing
import multiprocessing
print(multiprocessing.cpu_count())  # 12

獲取 CPU 的物理核心數量

import psutil
print(psutil.cpu_count(logical=False))  # 6

結果為 6，說明是 6 核超執行緒；如果 CPU 的物理核心數和邏輯核心數相等，也為 12，則說明是 12 核非超執行緒。

統計 CPU 的使用者／系統／空閒時間

import psutil

print(psutil.cpu_times())
"""
scputimes(user=84732.10937499999, 
          system=37132.85937500023, 
          idle=2003964.1249999998, 
          interrupt=3500.765625, 
          dpc=1089.6875)
"""

# 還有一個 psutil.cpu_times_percent() 
# 功能與之類似, 只不過返回的是比例

該函數返回的是一個 namedtuple，後面凡是結構長的和這裡類似的，都是 namedtuple。補充一下，如果你的程式中需要建立大量的物件，並且該物件的屬性固定不變，那麼不妨使用 namedtuple，相比使用字典，能節省大量空間。

檢視 CPU 的使用率

import psutil

for x in range(3):
    # interval：表示每隔 0.5s 重新整理一次
    # percpu：為 True 表示檢視所有的 cpu 使用率
    print(psutil.cpu_percent(interval=0.5, percpu=True))
"""
[9.1, 3.1, 12.5, 3.1, 15.6, 0.0, 6.2, 0.0, 12.5, 50.0, 9.4, 3.1]
[9.1, 6.2, 12.5, 6.2, 3.1, 0.0, 0.0, 3.1, 0.0, 15.6, 3.1, 0.0]
[0.0, 0.0, 15.6, 0.0, 6.2, 0.0, 6.2, 25.0, 3.1, 9.4, 6.2, 0.0]
"""
# 我這裡 cpu 的邏輯數量是 12
# 所以每個列表裡面有 12 個元素

檢視 CPU 的統計資訊

包括上下文切換、中斷、軟中斷，以及系統呼叫次數等等。

import psutil

print(psutil.cpu_stats())
"""
scpustats(ctx_switches=3346512902, 
          interrupts=2288572793, 
          soft_interrupts=0, 
          syscalls=3324041552)
"""

檢視 CPU 的頻率

import psutil

print(psutil.cpu_freq())
"""
scpufreq(current=2208.0, min=0.0, max=2208.0)
"""

記憶體相關

檢視記憶體使用情況

import psutil

print(psutil.virtual_memory())
"""
svmem(total=17029259264, 
      available=7698505728, 
      percent=54.8, 
      used=9330753536, 
      free=7698505728)
"""

total 表示總記憶體，available 表示可用記憶體，percent 表示記憶體使用率，used 表示已使用的記憶體，free 表示可用記憶體。

所以 available 加上 used 等於 total，used 除以 total 再乘以 100 等於 percent。

檢視交換記憶體資訊

import psutil

print(psutil.swap_memory())
"""
sswap(total=3087007744, 
      used=4509839360, 
      free=-1422831616, 
      percent=146.1, 
      sin=0, 
      sout=0)
"""

說到記憶體，有實體記憶體、交換記憶體、虛擬記憶體，這三者有什麼區別呢？用大白話解釋就是：

1）實體記憶體是實際的記憶體條提供的臨時資料儲存空間，在 Windows 上右鍵點選計算機，再點選屬性時，上面顯示的安裝記憶體（RAM）就是電腦的實體記憶體。這些記憶體是實際存在的，在你不給機器增加記憶體條的時候是不會改變的。

2）交換記憶體通常在頁面排程和交換程序資料時使用，相當於在進行記憶體整理的時候，會先把部分資料放在硬碟的某塊區域。類似我們整理衣櫃，衣服一多直接整理會很麻煩，因此會先把部分衣服拿出來放在其它地方，等衣櫃裡的衣服整理完了，再把放在其它地方的衣服拿回來。

這個其它地方在計算機中則代表硬碟的某塊區域，也就是我們所說的交換區。通常使用交換記憶體是因為實體記憶體不足導致的，正所謂衣櫃，如果足夠大的話就沒必要拿出部分衣服放在其它地方，直接在衣櫃裡就能解決了。

3）最後是虛擬記憶體，當操作檔案，可執行程式等等，那麼首先要把它們從磁碟讀取到記憶體中，因此 CPU 除了自己那一部分小小的空間外，要想運算元據，只能操作記憶體裡的資料。

但是當記憶體不夠了，那麼會在硬碟上開闢一份虛擬記憶體，將實體記憶體裡的部分資料放在虛擬記憶體當中。硬碟的空間很大，即使普通電腦安裝的固態硬碟也有一百個 G，因此可以拿出一部分充當虛擬記憶體。

不過虛擬記憶體雖說是記憶體，但畢竟在硬碟上，速度和 CPU 直接從實體記憶體裡讀取資料相差甚遠。這也是為什麼要將經常被存取的熱點資料放在 Redis 快取裡，而不是放在硬碟或者資料庫上。

磁碟相關

檢視磁碟分割區、磁碟使用率和磁碟 IO 資訊

import psutil

print(psutil.disk_partitions())
"""
[sdiskpart(device='C:\', mountpoint='C:\', fstype='NTFS', opts='rw,fixed', maxfile=255, maxpath=260),
 sdiskpart(device='D:\', mountpoint='D:\', fstype='NTFS', opts='rw,fixed', maxfile=255, maxpath=260),
 sdiskpart(device='E:\', mountpoint='E:\', fstype='NTFS', opts='rw,fixed', maxfile=255, maxpath=260)]
"""

可以看到一共有三個碟符，fstype 表示檔案系統型別，這裡是 NTFS；opts 中的 rw 表示可讀寫。

該函數還可以接收一個引數 all，預設為 False。如果指定為 True，在 Linux 上返回的內容還會包含 /proc 等特殊檔案系統的掛載資訊。由於我這裡是 Windows，所以兩者沒區別。

檢視某個磁碟使用情況

import psutil

print(psutil.disk_usage("C:\"))
"""
sdiskusage(total=267117391872, 
           used=96894304256, 
           free=170223087616, 
           percent=36.3)
"""

檢視磁碟 IO 統計資訊

import psutil

print(psutil.disk_io_counters())
"""
sdiskio(read_count=1172461, 
        write_count=2153031, 
        read_bytes=36854982144, 
        write_bytes=52718300160, 
        read_time=551, 
        write_time=1437)
"""

read_count ：讀次數
write_count：寫次數
read_bytes：讀的位元組數
write_bytes：寫的位元組數
read_time：讀時間
write_time：寫時間

以上返回的是所有磁碟加起來的統計資訊，我們可以指定 perdisk=True，分別列出每一個分割區的統計資訊。

網路相關

檢視網路卡的網路 IO 統計資訊

import psutil

print(psutil.net_io_counters())
"""
snetio(bytes_sent=175995567, 
       bytes_recv=2849015622, 
       packets_sent=1052206, 
       packets_recv=3050302, 
       errin=0, 
       errout=0, 
       dropin=3491, 
       dropout=0)
"""
# bytes_sent: 傳送的位元組數
# bytes_recv: 接收的位元組數
# packets_sent: 傳送的包資料量
# packets_recv: 接收的包資料量
# errin: 接收包時, 出錯的次數
# errout: 傳送包時, 出錯的次數
# dropin: 接收包時, 丟棄的次數
# dropout: 傳送包時, 丟棄的次數

# 裡面還有一個 pernic 引數
# 如果為 True, 則列出所有網路卡的資訊
print(psutil.net_io_counters(pernic=True))
"""
{'乙太網': snetio(bytes_sent=178716616, 
                 bytes_recv=2866823348, 
                 packets_sent=1058190, 
                 packets_recv=3102852, 
                 errin=0, errout=0, 
                 dropin=3491, dropout=0), 
'WLAN': snetio(bytes_sent=0, bytes_recv=0, 
               packets_sent=0, packets_recv=0, 
               errin=0, errout=0, 
               dropin=0, dropout=0), 
'本地連線* 3': snetio(bytes_sent=0, bytes_recv=0, 
                    packets_sent=0, packets_recv=0, 
                    errin=0, errout=0, 
                    dropin=0, dropout=0), 
'本地連線* 4': snetio(bytes_sent=0, bytes_recv=0, 
                     packets_sent=0, packets_recv=0,
                     errin=0, errout=0, 
                     dropin=0, dropout=0), 
'藍芽網路連線': snetio(bytes_sent=0, bytes_recv=0, 
                    packets_sent=0, packets_recv=0,
                    errin=0, errout=0, 
                    dropin=0, dropout=0), 
'Loopback Pseudo-Interface 1': snetio(bytes_sent=0, 
                                      bytes_recv=0, 
                                      packets_sent=0, 
                                      packets_recv=0, 
                                      errin=0, errout=0, 
                                      dropin=0, dropout=0)}
"""

檢視網路介面資訊

import psutil

# 以字典的形式返回網路卡的設定資訊
# 包括 IP 地址、Mac地址、子網掩碼、廣播地址等等
print(psutil.net_if_addrs())
"""
{'乙太網': [
    snicaddr(family=<AddressFamily.AF_LINK: -1>, 
             address='9C-7B-EF-15-FC-2F', netmask=None, 
             broadcast=None, ptp=None), 
    snicaddr(family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, 
             address='192.168.4.150', netmask='255.255.240.0', 
             broadcast=None, ptp=None), 
    snicaddr(family=<AddressFamily.AF_INET6: 23>, 
             address='fe80::4826:a6a6:b5f4:3647', 
             netmask=None, broadcast=None, ptp=None)], 

'WLAN': [...], 
'本地連線* 3': [...], 
'本地連線* 4': [...], 
'藍芽網路連線': [...], 
'Loopback Pseudo-Interface 1': [...]}
"""

# 返回網路卡的詳細資訊, 包括是否啟動、通訊型別、傳輸速度、mtu
print(psutil.net_if_stats())
"""
{'乙太網': snicstats(isup=True, 
                    duplex=<NicDuplex.NIC_DUPLEX_FULL: 2>, 
                    speed=1000, mtu=1500), 
'藍芽網路連線': snicstats(isup=False, 
                        duplex=<NicDuplex.NIC_DUPLEX_FULL: 2>, 
                        speed=3, mtu=1500), 
'Loopback Pseudo-Interface 1': snicstats(isup=True, 
                                         duplex=<NicDuplex.NIC_DUPLEX_FULL: 2>, 
                                         speed=1073, mtu=1500), 
'WLAN': snicstats(isup=False, 
                  duplex=<NicDuplex.NIC_DUPLEX_FULL: 2>, 
                  speed=0, mtu=1500), 
'本地連線* 3': snicstats(isup=False, 
                        duplex=<NicDuplex.NIC_DUPLEX_FULL: 2>, 
                        speed=0, mtu=1500), 
'本地連線* 4': snicstats(isup=False, 
                        duplex=<NicDuplex.NIC_DUPLEX_FULL: 2>, 
                        speed=0, mtu=1500)}
"""

檢視當前機器的網路連線

import psutil

# 以列表的形式返回每個網路連線的詳細資訊
# 裡面接受一個引數, 預設是 "inet"
# 當然我們也可以指定為其它, 比如 "tcp"
print(psutil.net_connections())
"""
[sconn(fd=-1, family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, 
       type=<SocketKind.SOCK_DGRAM: 2>, 
       laddr=addr(ip='192.168.4.150', port=137), 
       raddr=(), status='NONE', pid=4),
 sconn(fd=-1, family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, 
       type=<SocketKind.SOCK_DGRAM: 2>, 
       laddr=addr(ip='127.0.0.1', port=54872), 
       raddr=(), status='NONE', pid=11652),
 sconn(fd=-1, family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, 
       type=<SocketKind.SOCK_STREAM: 1>, 
       laddr=addr(ip='192.168.4.150', port=11253), 
       raddr=addr(ip='117.50.19.136', port=80), 
       status='CLOSE_WAIT', pid=11568),
 ....
 ....
 ....
]
"""

是不是很方便呢？在 Linux 中有兩個命令可以做到這一點，分別是 netstat 和 ss。另外該函數會返回所有的連線資訊，所以當連線數很多的時候，會佔用較高的記憶體。

檢視當前登入的使用者資訊

import psutil

print(psutil.users())
"""
[suser(name='satori', terminal=None, host='0.0.0.0', 
       started=1609841661.0, pid=None)]
"""

檢視系統的啟動時間

import psutil
from datetime import datetime

print(psutil.boot_time())  # 1654012221.2945454
print(
    datetime.fromtimestamp(psutil.boot_time())
)  # 2022-05-31 23:50:21.294545

程序管理

psutil 還提供了很多和程序管理相關的功能函數，非常的豐富，我們來看一下。

檢視當前存在的所有程序的 pid

import psutil

print(psutil.pids())
"""
[0, 4, 148, 532, 668, 796, 904, 912, 976, ...]
"""

檢視某個程序是否存在

import psutil

print(psutil.pid_exists(22333))  # False
print(psutil.pid_exists(532))  # True

返回所有程序（Process）物件組成的迭代器

import psutil

print(psutil.process_iter())
"""
<generator object process_iter at 0x000...>
"""

# 遍歷的話，會得到每一個程序物件
# 程序物件在 psutil 裡面的型別是 Process

根據 pid 獲取一個程序對應的 Process 物件

import psutil

print(psutil.Process(14124))
"""
psutil.Process(pid=14124, name='WeChat.exe', 
               status='running', started='10:54:43')
"""
# 程序名稱是 WeChat.exe，狀態為執行中
# 啟動時間是早上 10 點 54 分

程序管理操作

我們說根據 pid 可以獲取一個程序對應的 Process 物件，而這個物件裡面包含了該程序的全部資訊。

import psutil

p = psutil.Process(14124)

# 程序名稱
print(p.name())
"""
WeChat.exe
"""

# 程序的exe路徑
print(p.exe())
"""
D:WeChatWeChat.exe
"""

# 程序的工作目錄
print(p.cwd())
"""
D:WeChat
"""

# 程序啟動的命令列
print(p.cmdline())
"""
['D:\WeChat\WeChat.exe']
"""

# 當前程序id
print(p.pid)
"""
14124
"""

# 父程序id
print(p.ppid())
"""
8860
"""

# 父程序
print(p.parent())
"""
psutil.Process(pid=8860, name='explorer.exe', 
               status='running', started='10:53:58')
"""

# 子程序列表
print(p.children())
"""
[psutil.Process(pid=6852, name='WechatBrowser.exe', 
                status='running', started='10:54:59'), 
 psutil.Process(pid=1960, name='WeChatPlayer.exe',
                status='running', started='10:54:59'), 
 psutil.Process(pid=10432, name='WeChatApp.exe', 
                status='running', started='10:55:33')]
"""

# 程序狀態
print(p.status())
"""
running
"""

# 程序使用者名稱
print(p.username())
"""
LAPTOP-264ORES3satori
"""

# 程序建立時間,返回時間戳
print(p.create_time())
"""
1654570483.2370846
"""

# 程序終端
# 在windows上無法使用
try:
    print(p.terminal())
except Exception as e:
    print(e)
"""
'Process' object has no attribute 'terminal'
"""

# 程序使用的cpu時間
print(p.cpu_times())
"""
pcputimes(user=27.8125, system=13.484375,
          children_user=0.0, children_system=0.0)
"""

# 程序所使用的的記憶體
print(p.memory_info())
"""
pmem(rss=110141440, vms=116899840, 
     num_page_faults=661356, peak_wset=221048832, 
     wset=110141440, peak_paged_pool=834824, 
     paged_pool=806216, peak_nonpaged_pool=144584, 
     nonpaged_pool=78560, pagefile=116899840, 
     peak_pagefile=197505024, private=116899840)
"""

# 程序開啟的檔案
print(p.open_files())

# 程序相關的網路連線
print(p.connections())
"""
[pconn(fd=-1, family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, 
       type=<SocketKind.SOCK_STREAM: 1>, 
       laddr=addr(ip='192.168.4.150', port=7693), 
       raddr=addr(ip='58.251.111.106', port=8080), 
       status='ESTABLISHED'), 
 pconn(fd=-1, family=<AddressFamily.AF_INET: 2>, 
       type=<SocketKind.SOCK_STREAM: 1>, 
       laddr=addr(ip='127.0.0.1', port=8680), 
       raddr=(), status='LISTEN')]
"""

# 程序內的執行緒數量，這個程序開啟了多少個執行緒
print(p.num_threads())  # 58

# 這個程序內的所有執行緒資訊
print(p.threads())
"""
[pthread(id=14128, user_time=11.3125, system_time=7.578125), 
 pthread(id=13428, user_time=0.0, system_time=0.0), 
 pthread(id=13616, user_time=0.0, system_time=0.0), 
 pthread(id=13600, user_time=0.015625, system_time=0.328125),
 pthread(id=7364, user_time=0.078125, system_time=0.015625),
 ... 
 ]
"""

# 程序的環境變數
print(p.environ())

# 結束程序
# 執行之後微信就會被強制關閉, 這裡就不試了
# p.terminal()

我們還可以呼叫 psutil.test 來模擬 ps 命令。

import psutil

psutil.test()

輸出如下：

它是怎麼做的呢？還記得我們之前說的 process_iter 嗎？會返回所有程序的 Process 物件，直接依次輸出裡面的資訊即可。同理，我們也可以通過 process_iter 找到某一個程序對應的程序 id。

import psutil

for prcs in psutil.process_iter():
    if prcs.name().lower() == "wechat.exe":
        print(prcs)
"""
psutil.Process(pid=14124, name='WeChat.exe', 
               status='running', started='10:54:43')
"""

有了這個操作之後，我們便可以找到對應的程序，然後藉助作業系統的 kernal 修改程序內部的資料。

到此這篇關於Python利用psutil實現獲取硬體,網路和程序資訊的文章就介紹到這了,更多相關Python psutil獲取資訊內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！