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Linux下如何获取CPU/内存/硬盘等硬件信息？

发布时间：2024-08-24 12:10

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来源：破盾编程

一、Linux下如何获取CPU/内存/硬盘等硬件信息？

dmidecode 是一个工具或命令，以人类可读的格式检索系统硬件的有用信息。dmidecode 可用于所有类似 Linux 的系统 (RHEL, CentOS, Debian 和 SUSE)。dmidecode 代表 DMI (Desktop Management Interface) 它从 DMI 表中读取数据，并以人类可读的格式展示给我们。DMI 表保存了系统硬件的详细信息，如 BIOS，序列号，RAM 和 CPU 详细信息等，除此之外，dmidecode 还可以检索关于系统支持的最大配置的详细信息。

在本文中，我们将介绍 12 个Linux 系统下 dmidecode 相关示例。

1) dmidecode 命令输出

When we run the dmidecode command then it displays the output on the screen, in the output we have the records, each record has 4 different values.

当我们运行 dmidecode 命令时，会在屏幕上输出记录，每个记录有 4 个不同的值。

Handle – 唯一标识符号
Type – 它讲述的是硬件组成，在下面的示例中，DMI 类型 38 指的是 IPMI 设备
Size – 记录大小
Decoded value – 关于记录类型的信息，在下面的示例中，IPMI 设备的解码值是接口类型，规格版本，基址和寄存器间距

让我们运行 dmidecode 命令

[root@linuxtechi ~]# dmidecode | more

输出如下所示

dmidecode-command-output

2) 用于 dmidecode 命令不同的 DMI 类型

以下是 dmidecode 命令中使用的 DMI 类型

Type   Information
       --------------------------------------------
          0   BIOS
          1   System
          2   Baseboard
          3   Chassis
          4   Processor
          5   Memory Controller
          6   Memory Module
          7   Cache
          8   Port Connector
          9   System Slots
         10   On Board Devices
         11   OEM Strings
         12   System Configuration Options
         13   BIOS Language
         14   Group Associations
         15   System Event Log
         16   Physical Memory Array
         17   Memory Device
         18   32-bit Memory Error
         19   Memory Array Mapped Address
         20   Memory Device Mapped Address
         21   Built-in Pointing Device
         22   Portable Battery
         23   System Reset
         24   Hardware Security
         25   System Power Controls
         26   Voltage Probe
         27   Cooling Device
         28   Temperature Probe
         29   Electrical Current Probe
         30   Out-of-band Remote Access31   Boot Integrity Services
         32   System Boot
         33   64-bit Memory Error
         34   Management Device
         35   Management Device Component
         36   Management Device Threshold Data
         37   Memory Channel
         38   IPMI Device
         39   Power Supply
         40   Additional Information
         41   Onboard Devices Extended Information
         42   Management Controller Host Interface
Keyword     Types
       ------------------------------
       bios        0, 13
       system      1, 12, 15, 23, 32
       baseboard   2, 10, 41
       chassis     3
       processor   4
       memory      5, 6, 16, 17
       cache       7
       connector   8
       slot        9

3) 使用类型 id 显示硬件信息

在 dmidecode 命令中，我们可以使用关键字或类型 id 来获取系统的硬件信息。在例 2 中，我们已经列出了关键字及其类型 id。让我们假设我们想要显示系统的 cache 信息，然后我们可以运行下面的任何命令

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t cache
Or
[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t 7
# dmidecode 2.12
SMBIOS 2.5 present.
Handle 0x009C, DMI type 7, 19 bytes
Cache Information
        Socket Designation: L1-Cache
        Configuration: Enabled, Not Socketed, Level 1
        Operational Mode: Write Back
        Location: Internal
        Installed Size: 192 kB
        Maximum Size: 192 kB
        Supported SRAM Types:
                Synchronous
        Installed SRAM Type: Synchronous
        Speed: Unknown
        Error Correction Type: Single-bit ECC
        System Type: Data
        Associativity: 8-way Set-associative

Handle 0x009D, DMI type 7, 19 bytes
Cache Information
        Socket Designation: L1-Cache
        Configuration: Enabled, Not Socketed, Level 1
        Operational Mode: Write Back
        Location: Internal
        Installed Size: 192 kB
        Maximum Size: 192 kB
        Supported SRAM Types:
                Synchronous
        Installed SRAM Type: Synchronous
        Speed: Unknown
        Error Correction Type: Single-bit ECC
        System Type: Instruction
        Associativity: 4-way Set-associative
…………………………………………………………………………

4) 显示 BIOS 信息

运行 dmidecode 命令后输入 bios 作为类型

[root@linuxtechi ~]# dmidecode --type bios
 Or
[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t bios
# dmidecode 2.12
SMBIOS 2.5 present.
Handle 0x0005, DMI type 0, 24 bytes
BIOS Information
        Vendor: Intel Corp.
        Version: QSSC-S4R.QCI.01.00.0037.061120141015
        Release Date: 06/11/2014
        Address: 0xF0000
        Runtime Size: 64 kB
        ROM Size: 16384 kB
        Characteristics:
                PCI is supported
                PNP is supported
                BIOS is upgradeable
                BIOS shadowing is allowed
                Boot from CD is supported
                Selectable boot is supported
                EDD is supported
                3.5"/2.88 MB floppy services are supported (int 13h)
                Print screen service is supported (int 5h)
                8042 keyboard services are supported (int 9h)
                Serial services are supported (int 14h)
                CGA/mono video services are supported (int 10h)
                ACPI is supported
                USB legacy is supported
                LS-120 boot is supported
                ATAPI Zip drive boot is supported
                Function key-initiated network boot is supported
                Targeted content distribution is supported
        BIOS Revision: 17.18
        Firmware Revision: 0.0

5) 显示机箱硬件信息

执行以下 dmidecode 命令显示机箱信息

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t chassis
# dmidecode 2.12
SMBIOS 2.5 present.
Handle 0x0004, DMI type 3, 22 bytes
Chassis Information
        Manufacturer: ..............................
        Type: Main Server Chassis
        Lock: Not Present
        Version: 32S4RCS0010
        Serial Number: QTFCVR1110136
        Asset Tag: ....................
        Boot-up State: Safe
        Power Supply State: Safe
        Thermal State: Safe
        Security Status: Unknown
        OEM Information: 0x01000181
        Height: 1 U
        Number Of Power Cords: 1
        Contained Elements: 0
        SKU Number: Not Specified

6) 显示底板硬件信息

执行下面的 dmidecode 命令来显示关于系统底板的硬件信息

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t baseboard
# dmidecode 2.12
SMBIOS 2.5 present.
Handle 0x0003, DMI type 2, 16 bytes
Base Board Information
        Manufacturer: QCI
        Product Name: QSSC-S4R
        Version: 31S4RMB00B0
        Serial Number: LVR1340271
        Asset Tag: ....................
        Features:
                Board is a hosting board
                Board is replaceable
        Location In Chassis: Not Specified
        Chassis Handle: 0x0004
        Type: Motherboard
        Contained Object Handles: 0

Handle 0x0027, DMI type 10, 6 bytes
On Board Device Information
        Type: Video
        Status: Enabled
        Description: ServerEngines Pilot II

Handle 0x0028, DMI type 10, 6 bytes
On Board Device Information
        Type: Ethernet
        Status: Enabled
        Description: Intel Dual GbE #1

Handle 0x0029, DMI type 10, 6 bytes
On Board Device Information
        Type: Ethernet
        Status: Enabled
        Description: Intel Dual GbE #2

Handle 0x002A, DMI type 10, 6 bytes
On Board Device Information
        Type: SATA Controller
        Status: Enabled
        Description: ICH10 Integrated SATA Controller

7) 显示系统的硬件信息

要显示有关系统的硬件信息(制造商、产品名称和序列号等)，运行以下 dmidecode 命令

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t system
# dmidecode 2.12
SMBIOS 2.5 present.
Handle 0x0002, DMI type 1, 27 bytes
System Information
        Manufacturer: QCI
        Product Name: QSSC-S4R
        Version: ....................
        Serial Number: ............
        UUID: 2DD583E2-4A58-11E0-A580-00101859A783
        Wake-up Type: AC Power Restored
        SKU Number: Not Specified
        Family: Not Specified

Handle 0x002C, DMI type 12, 5 bytes
System Configuration Options
        Option 1: J5C3 2-3: Close to clear Password

Handle 0x002D, DMI type 12, 5 bytes
System Configuration Options
        Option 1: J5C2 2-3: Close to clear CMOS

Handle 0x002E, DMI type 12, 5 bytes
System Configuration Options
        Option 1: J6D1 2-3: Close for BIOS Recovery

Handle 0x002F, DMI type 12, 5 bytes
System Configuration Options
        Option 1: J5C1 2-3: Close to Force ME Update Mode

Handle 0x0030, DMI type 12, 5 bytes
System Configuration Options
        Option 1: J9C3: SATA RAID Key

Handle 0x0031, DMI type 12, 5 bytes
System Configuration Options
        Option 1: J5A1 2-3: Close to Force BMC Update Mode

Handle 0x0034, DMI type 32, 20 bytes
System Boot Information
        Status: No errors detected

8) 显示已安装的内存信息

要显示有关已安装的物理内存（RAM）的信息，请运行以下命令

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t 17 
# dmidecode 2.12
SMBIOS 2.5 present.
Handle 0x0043, DMI type 17, 27 bytes
Memory Device
        Array Handle: 0x0035
        Error Information Handle: Not Provided
        Total Width: 72 bits
        Data Width: 72 bits
        Size: 4096 MB
        Form Factor: DIMM
        Set: 1
        Locator: DIMM_1B
        Bank Locator: MEM1 SLOT
        Type: DDR3
        Type Detail: Synchronous
        Speed: 1067 MHz
        Manufacturer: 0x0198
        Serial Number: 0xA504DB27
        Asset Tag: Unknown
        Part Number: 9965426-047.A00LF

Handle 0x0045, DMI type 17, 27 bytes
Memory Device
        Array Handle: 0x0035
        Error Information Handle: Not Provided
        Total Width: 72 bits
        Data Width: 72 bits
        Size: 4096 MB
        Form Factor: DIMM
        Set: 2
        Locator: DIMM_1A
        Bank Locator: MEM1 SLOT
        Type: DDR3
        Type Detail: Synchronous
        Speed: 1067 MHz
        Manufacturer: 0x830B
        Serial Number: 0x6C443023
…………………………………………………………

使用下面的 dmidecode 命令查找系统支持的最大物理内存

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t 16 
# dmidecode 2.12
SMBIOS 2.5 present.
Handle 0x0035, DMI type 16, 15 bytes
Physical Memory Array
        Location: Proprietary Add-on Card
        Use: System Memory
        Error Correction Type: Multi-bit ECC
        Maximum Capacity: 256 GB
        Error Information Handle: Not Provided
        Number Of Devices: 8

Handle 0x0037, DMI type 16, 15 bytes
Physical Memory Array
        Location: Proprietary Add-on Card
        Use: System Memory
        Error Correction Type: Multi-bit ECC
        Maximum Capacity: 256 GB
        Error Information Handle: Not Provided
        Number Of Devices: 8

Handle 0x0039, DMI type 16, 15 bytes
Physical Memory Array
        Location: Proprietary Add-on Card
        Use: System Memory
        Error Correction Type: Multi-bit ECC
        Maximum Capacity: 256 GB
        Error Information Handle: Not Provided
        Number Of Devices: 8
……………………………………………………………

9) 显示关于处理器的硬件信息

执行以下 dmidecode 命令显示处理器或 CPU 插座的硬件信息

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t processor
or
[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t 4
# dmidecode 2.12
SMBIOS 2.5 present.
Handle 0x009B, DMI type 4, 40 bytes
Processor Information
        Socket Designation: CPU1
        Type: Central Processor
        Family: Xeon MP
        Manufacturer: Intel(R) Corporation
        ID: E6 06 02 00 FF FB EB BF
        Signature: Type 0, Family 6, Model 46, Stepping 6
        Flags:
                FPU (Floating-point unit on-chip)
                VME (Virtual mode extension)
                DE (Debugging extension)
                PSE (Page size extension)
                TSC (Time stamp counter)
                MSR (Model specific registers)
                PAE (Physical address extension)
                MCE (Machine check exception)
                CX8 (CMPXCHG8 instruction supported)
                APIC (On-chip APIC hardware supported)
                SEP (Fast system call)
                MTRR (Memory type range registers)
                PGE (Page global enable)
                MCA (Machine check architecture)
                CMOV (Conditional move instruction supported)
                PAT (Page attribute table)
                PSE-36 (36-bit page size extension)
                CLFSH (CLFLUSH instruction supported)
                DS (Debug store)
                ACPI (ACPI supported)
                MMX (MMX technology supported)
                FXSR (FXSAVE and FXSTOR instructions supported)
                SSE (Streaming SIMD extensions)
                SSE2 (Streaming SIMD extensions 2)
                SS (Self-snoop)
                HTT (Multi-threading)
                TM (Thermal monitor supported)
                PBE (Pending break enabled)
        Version: Intel(R) Xeon(R) CPU           E7540  @ 2.00GHz
        Voltage: 1.2 V
        External Clock: 133 MHz
        Max Speed: 4000 MHz
        Current Speed: 2000 MHz
        Status: Populated, Enabled
        Upgrade: Socket LGA1567
        L1 Cache Handle: 0x009D
        L2 Cache Handle: 0x009E
        L3 Cache Handle: 0x009F
        Serial Number: Not Specified
        Asset Tag: Not Specified
        Part Number: Not Specified
        Core Count: 6
        Core Enabled: 6
        Thread Count: 12
        Characteristics:
                64-bit capable
…………………………………………………

10) 显示有关 64 位内存错误的信息

要显示系统的 64 位内存错误信息，请运行以下命令

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -t 33

11) 以十六进制输出 DMIDECODE 命令输出

如果您不想解码 dmidecode 命令的输出信息，但希望将其转储为 16 进制格式，则可以在 dmidecode 命令中使用 -u 或 dump 选项，示例如下

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -u -t 4
or
[root@linuxtechi ~]# dmidecode --dump -t 4

12 ) 显示 dmidecode 版本

使用下面的 dmidecode 命令显示它的版本

[root@linuxtechi ~]# dmidecode -V
2.12
[root@linuxtechi ~]#

我的开源项目

酷瓜云课堂-在线教育解决方案

course-tencent-cloud（酷瓜云课堂 - gitee仓库）
course-tencent-cloud（酷瓜云课堂 - github仓库）

二、linux下如何用命令查看CPU架构？

　　获得CPU的详细信息#cat /proc/cpuinfo cat/proc/cpuinfo中的信息　　processor 逻辑处理器的id。　　physicalid 物理封装的处理器的id。　　coreid 每个核心的id。　　cpucores 位于相同物理封装的处理器中的内核数量。　　siblings 位于相同物理封装的处理器中的逻辑处理器的数量。

三、Linux 下如何查看 CPU 是32位还是64位？

有时候知道服务器的 CPU 架构为32位或64位是否非常重要的，因为64位应用程序不能在32位系统上运行，而32位应用程序可以轻松运行在64位系统。

确定 CPU 是 32 位还是 64 位？

通过查看 /proc/cpuinfo 文件确定 CPU 体系结构，如下所示：

[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo | grep -i flags
flags: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 syscall nx rdtscp lm constant_tsc up rep_good pni monitor ssse3 lahf_lm

在上面的输出中，我们可以看到 lm， tm，rm，这些标志表示 CPU 架构。

含义如下:

lm : Long Mode (64 bit)
tm : Transparent Mode ( 32 bit)
rm : Real Mode (16 bit)

使用 lscpu 命令检查 CPU 架构，在输出中查找 “CPU op-modes(s)”

koogua@debian:~$ lscpu
Architecture:                    x86_64
CPU op-mode(s):                  32-bit, 64-bit
Byte Order:                      Little Endian
Address sizes:                   48 bits physical, 48 bits virtual
CPU(s):                          1
On-line CPU(s) list:             0
Thread(s) per core:              1
Core(s) per socket:              1
Socket(s):                       1
NUMA node(s):                    1
Vendor ID:                       AuthenticAMD
CPU family:                      25
Model:                           80
Model name:                      AMD Ryzen 5 5600H with Radeon Graphics
Stepping:                        0
CPU MHz:                         3293.726
BogoMIPS:                        6587.45
Hypervisor vendor:               KVM
Virtualization type:             full
L1d cache:                       32 KiB
L1i cache:                       32 KiB
L2 cache:                        512 KiB
L3 cache:                        16 MiB

使用 lshw --class processor 命令查看 CPU 架构

koogua@debian:~$ sudo lshw -class processor
  *-cpu
       product: AMD Ryzen 5 5600H with Radeon Graphics
       vendor: Advanced Micro Devices [AMD]
       physical id: 2
       bus info: cpu@0
       width: 64 bits
       capabilities: fpu fpu_exception wp vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ht syscall nx mmxext fxsr_opt rdtscp x86-64 constant_tsc rep_good nopl nonstop_tsc cpuid extd_apicid tsc_known_freq pni pclmulqdq monitor ssse3 cx16 sse4_1 sse4_2 movbe popcnt aes rdrand hypervisor lahf_lm cr8_legacy abm sse4a misalignsse 3dnowprefetch vmmcall fsgsbase bmi1 bmi2 invpcid rdseed clflushopt arat

使用 dmidecode 命令查看 CPU 体系结构

[root@localhost ~]# dmidecode -t processor

确定 Linux 是 32 位还是 64 位？

可以使用 lscpu，uname，getconf 命令，找到Linux 系统是 32 位还是 64 位。

[root@localhost ~]# lscpu

输出如下：

koogua@debian:~$ lscpu
Architecture:                    x86_64
CPU op-mode(s):                  32-bit, 64-bit
Byte Order:                      Little Endian
Address sizes:                   48 bits physical, 48 bits virtual
CPU(s):                          1
On-line CPU(s) list:             0
Thread(s) per core:              1
Core(s) per socket:              1
Socket(s):                       1
NUMA node(s):                    1
Vendor ID:                       AuthenticAMD
CPU family:                      25
Model:                           80
Model name:                      AMD Ryzen 5 5600H with Radeon Graphics
Stepping:                        0
CPU MHz:                         3293.726
BogoMIPS:                        6587.45
Hypervisor vendor:               KVM
Virtualization type:             full
L1d cache:                       32 KiB
L1i cache:                       32 KiB
L2 cache:                        512 KiB
L3 cache:                        16 MiB

使用 uname -m 命令，输出如下

[root@localhost ~]# uname -m
 x86_64

使用 getconfig 命令，输出如下

[root@localhost ~]# getconf LONG_BIT
 64

我的开源项目

酷瓜云课堂-在线教育解决方案

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四、linux 怎么控制cpu？

在Linux中，可以使用命令行工具“top”来查看系统中正在运行的进程和CPU使用率，并使用“kill”命令对某个进程进行终止；另外还可以使用“nice”命令来调整进程的优先级，以控制CPU占用率；另外，可以使用“cpulimit”命令来限制某个进程的CPU使用率，避免它占据过高的系统资源。

同时，还可以通过一些系统调整来优化系统的CPU管理策略，如修改系统内核参数、安装CPU调度器等。

五、linux 查看cpu频率？

linux系统如何查看cpu频率，有很多种方法，最简便的是可以在Gnome下查看。

在Gnome菜单栏的底部面板上点右键 —> 添加到面板 –> CPU频率范围监视器，然后gnome面板上就会出现此小工具，并显示当前的频率，点左键可出现可调节的频率命令行下查看。

六、AIX和Linux下如何查看CPU和内存信息？

AIX的硬件信息可以通过prtconf命令看到。

1. 查看逻辑CPU个数

#pmcycles -m

CPU 0 runs at 4204 MHz

CPU 1 runs at 4204 MHz

CPU 2 runs at 4204 MHz

CPU 3 runs at 4204 MHz

CPU 4 runs at 4204 MHz

CPU 5 runs at 4204 MHz

CPU 6 runs at 4204 MHz

CPU 7 runs at 4204 MHz

上面描述有8个CPU，CPU的主频为4.2G赫兹

2. 查看物理CPU个数

#prtconf|grep Processors

Number Of Processors: 4

3. 确定CPU是几核

用逻辑CPU除以物理CPU就是核数。

4. 查看单个CPU的详细信息

#lsattr -E -l proc0

frequency 4204000000 Processor Speed False

smt_enabled true Processor SMT enabled False

smt_threads 2 Processor SMT threads False

state enable Processor state False

type PowerPC_POWER6 Processor type False

Linux操作系统

Linux下的CPU信息全部都在/proc/cpuinfo这个文件中，可以直接打开看。

1. 查看物理CPU的个数

#cat /proc/cpuinfo |grep "physical id"|sort |uniq|wc -l

2. 查看逻辑CPU的个数

#cat /proc/cpuinfo |grep "processor"|wc -l

3. 查看CPU是几核

#cat /proc/cpuinfo |grep "cores"|uniq

4. 查看CPU的主频

#cat /proc/cpuinfo |grep MHz|uniq

七、如何在linux系统下查看cpu使用率？

首先确保linux环境能够上网，并且配置好源；

然后执行命令“apt-get install dstat”来进行软件的安装；

最后执行命令“dstat -c”显示系统整体的cpu情况即可。

八、cpu模拟gpu linux

CPU模拟GPU在Linux系统中的应用

随着计算机技术的不断发展，GPU加速已成为计算机科学领域中一个重要的研究方向。然而，对于许多用户来说，直接使用GPU进行计算可能会面临一些问题，例如硬件成本高、兼容性问题等。为了解决这些问题，一种有效的解决方案是使用CPU模拟GPU。今天，我们将探讨CPU模拟GPU在Linux系统中的应用。一、什么是CPU模拟GPU？ CPU模拟GPU是一种通过模拟GPU计算的方式，使用CPU代替GPU进行高性能计算的方法。这种方法不需要用户拥有实际的GPU硬件，因此对于那些没有GPU或者不想购买GPU的用户来说，这是一个非常好的选择。二、为什么需要CPU模拟GPU？使用CPU模拟GPU有多个方面的原因。首先，对于一些特定的计算任务，GPU计算性能往往优于CPU计算性能。例如，在一些深度学习、图形渲染和科学计算等领域，GPU加速已经成为了标准化的解决方案。然而，并不是所有的用户都有机会使用GPU，或者没有足够的硬件资源来安装和配置GPU。在这种情况下，CPU模拟GPU就成为了一个可行的替代方案。三、如何实现CPU模拟GPU？实现CPU模拟GPU需要一定的编程知识和技能。在Linux系统中，可以使用一些开源的库和工具来实现CPU模拟GPU。例如，OpenCL和CUDA是两个非常流行的库，它们提供了用于加速计算的任务和API。通过使用这些库，用户可以编写代码来模拟GPU计算，并将其部署到Linux系统中进行高性能计算。

优点

使用CPU模拟GPU具有多个优点。首先，它不需要用户拥有实际的GPU硬件，因此可以节省成本。其次，这种方法通常比使用实际的GPU更加灵活和可扩展，因为它不需要考虑硬件兼容性和驱动程序等问题。最后，通过使用CPU模拟GPU，用户可以获得更好的计算性能和资源利用率，特别是在处理大规模数据集和复杂计算任务时。

缺点

虽然使用CPU模拟GPU有很多优点，但也存在一些缺点。首先，这种方法通常比使用实际的GPU计算性能稍逊一筹。其次，实现CPU模拟GPU需要一定的编程知识和技能，这可能会对用户造成一定的挑战。此外，CPU模拟GPU还可能受到系统资源限制的影响，例如内存和CPU核心数量等。总之，使用CPU模拟GPU在Linux系统中的应用是一个非常有前途的解决方案。对于那些没有GPU或者不想购买GPU的用户来说，这是一个非常好的选择。通过使用适当的库和工具，用户可以轻松地实现CPU模拟GPU，并将其应用于高性能计算任务中。

九、linux cpu或者内存过高什么解决？

往期精彩回顾：全面剖析Linux kernel的调试debug技术

图文并茂：如何从零实现一个系统调用内存管理干货推荐：巨页HugePage

嵌入式工程师为什么要学习Qt？它的几种开发方式？聊聊2022年嵌入式开发就业前景

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linux CPU 过高，怎么排查问题

CPU 指标解析

平均负载

平均负载等于逻辑 CPU 个数，表示每个 CPU 都恰好被充分利用。如果平均负载大于逻辑 CPU 个数，则负载比较重

进程上下文切换

无法获取资源而导致的自愿上下文切换
被系统强制调度导致的非自愿上下文切换

CPU 使用率

用户 CPU 使用率，包括用户态 CPU 使用率（user）和低优先级用户态 CPU 使用率（nice），表示 CPU 在用户态运行的时间百分比。用户 CPU 使用率高，通常说明有应用程序比较繁忙
系统 CPU 使用率，表示 CPU 在内核态运行的时间百分比（不包括中断），系统 CPU 使用率高，说明内核比较繁忙
等待 I/O 的 CPU 使用率，通常也称为 iowait，表示等待 I/O 的时间百分比。iowait 高，说明系统与硬件设备的 I/O 交互时间比较长
软中断和硬中断的 CPU 使用率，分别表示内核调用软中断处理程序、硬中断处理程序的时间百分比。它们的使用率高，表明系统发生了大量的中断

查看系统的平均负载

$ uptime
 10:54:52 up 1124 days, 16:31,  6 users,  load average: 3.67, 2.13, 1.79

10:54:52 是当前时间；up 1124 days, 16:31 是系统运行时间；6 users 则是正在登录用户数。而最后三个数字依次是过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载（Load Average）。平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数
当平均负载高于 CPU 数量 70% 的时候，就应该分析排查负载高的问题。一旦负载过高，就可能导致进程响应变慢，进而影响服务的正常功能
平均负载与 CPU 使用率关系

CPU 密集型进程，使用大量 CPU 会导致平均负载升高，此时这两者是一致的
I/O 密集型进程，等待 I/O 也会导致平均负载升高，但 CPU 使用率不一定很高
大量等待 CPU 的进程调度也会导致平均负载升高，此时的 CPU 使用率也会比较高

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CPU 上下文切换

进程上下文切换：

进程的运行空间可以分为内核空间和用户空间，当代码发生系统调用时（访问受限制的资源），CPU 会发生上下文切换，系统调用结束时，CPU 则再从内核空间换回用户空间。一次系统调用，两次 CPU 上下文切换
系统平时会按一定的策略调用进程，会导致进程上下文切换
进程在阻塞等到访问资源时，也会发生上下文切换
进程通过睡眠函数挂起，会发生上下文切换
当有优先级更高的进程运行时，为了保证高优先级进程的运行，当前进程会被挂起

线程上下文切换：

同一进程里的线程，它们共享相同的虚拟内存和全局变量资源，线程上下文切换时，这些资源不变
线程自己的私有数据，比如栈和寄存器等，需要在上下文切换时保存切换

中断上下文切换：

为了快速响应硬件的事件，中断处理会打断进程的正常调度和执行，转而调用中断处理程序，响应设备事件

查看系统的上下文切换情况：

vmstat 和 pidstat。vmvmstat 可查看系统总体的指标，pidstat则详细到每一个进程服务的指标

$ vmstat 2 1 
procs --------memory--------- --swap-- --io--- -system-- ----cpu----- 
r b swpd free    buff   cache  si so  bi bo in cs us sy id wa st 
1 0    0 3498472 315836 3819540 0 0   0  1  2  0  3  1  96 0  0

--------
cs（context switch）是每秒上下文切换的次数
in（interrupt）则是每秒中断的次数
r（Running or Runnable）是就绪队列的长度，也就是正在运行和等待 CPU 的进程数.当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈
b（Blocked）则是处于不可中断睡眠状态的进程数

# pidstat -w
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (8f57ec39327b)      07/11/2021      _x86_64_        (6 CPU)

06:43:23 PM   UID       PID   cswch/s nvcswch/s  Command
06:43:23 PM     0         1      0.00      0.00  java
06:43:23 PM     0       102      0.00      0.00  bash
06:43:23 PM     0       150      0.00      0.00  pidstat

------各项指标解析---------------------------
PID       进程id
Cswch/s   每秒主动任务上下文切换数量
Nvcswch/s 每秒被动任务上下文切换数量。大量进程都在争抢 CPU 时，就容易发生非自愿上下文切换
Command   进程执行命令

怎么排查 CPU 过高问题

先使用 top 命令，查看系统相关指标。如需要按某指标排序则使用 top -o 字段名 如：top -o %CPU。 -o 可以指定排序字段，顺序从大到小

# top -o %MEM
top - 18:20:27 up 26 days,  8:30,  2 users,  load average: 0.04, 0.09, 0.13
Tasks: 168 total,   1 running, 167 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.3 us,  0.5 sy,  0.0 ni, 99.1 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.1 si,  0.0 st
KiB Mem:  32762356 total, 14675196 used, 18087160 free,      884 buffers
KiB Swap:  2103292 total,        0 used,  2103292 free.  6580028 cached Mem

PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND         
2323 mysql     20   0 19.918g 4.538g   9404 S 0.333 14.52 352:51.44 mysqld   
1260 root      20   0 7933492 1.173g  14004 S 0.333 3.753  58:20.74 java   
1520 daemon    20   0  358140   3980    776 S 0.333 0.012   6:19.55 httpd    
1503 root      20   0   69172   2240   1412 S 0.333 0.007   0:48.05 httpd                       
                   
---------各项指标解析---------------------------------------------------
第一行统计信息区
    18:20:27                     当前时间
    up 25 days, 17:29             系统运行时间，格式为时:分
    1 user                     当前登录用户数
    load average: 0.04, 0.09, 0.13  系统负载，三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值

Tasks：进程相关信息
    running   正在运行的进程数
    sleeping  睡眠的进程数
    stopped   停止的进程数
    zombie    僵尸进程数
Cpu(s)：CPU相关信息
    %us：表示用户空间程序的cpu使用率（没有通过nice调度）
    %sy：表示系统空间的cpu使用率，主要是内核程序
    %ni：表示用户空间且通过nice调度过的程序的cpu使用率
    %id：空闲cpu
    %wa：cpu运行时在等待io的时间
    %hi：cpu处理硬中断的数量
    %si：cpu处理软中断的数量
Mem  内存信息  
    total 物理内存总量
    used 使用的物理内存总量
    free 空闲内存总量
    buffers 用作内核缓存的内存量
Swap 内存信息  
    total 交换区总量
    used 使用的交换区总量
    free 空闲交换区总量
    cached 缓冲的交换区总量

找到相关进程后，我们则可以使用 top -Hp pid 或 pidstat -t -p pid 命令查看进程具体线程使用 CPU 情况，从而找到具体的导致 CPU 高的线程

%us 过高，则可以在对应 java 服务根据线程ID查看具体详情，是否存在死循环，或者长时间的阻塞调用。java 服务可以使用 jstack
如果是 %sy 过高，则先使用 strace 定位具体的系统调用，再定位是哪里的应用代码导致的
如果是 %si 过高，则可能是网络问题导致软中断频率飙高
%wa 过高，则是频繁读写磁盘导致的。

linux 内存

查看内存使用情况

使用 top 或者 free、vmstat 命令

# top 
top - 18:20:27 up 26 days,  8:30,  2 users,  load average: 0.04, 0.09, 0.13
Tasks: 168 total,   1 running, 167 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.3 us,  0.5 sy,  0.0 ni, 99.1 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.1 si,  0.0 st
KiB Mem:  32762356 total, 14675196 used, 18087160 free,      884 buffers
KiB Swap:  2103292 total,        0 used,  2103292 free.  6580028 cached Mem

PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND         
2323 mysql     20   0 19.918g 4.538g   9404 S 0.333 14.52 352:51.44 mysqld   
1260 root      20   0 7933492 1.173g  14004 S 0.333 3.753  58:20.74 java       
....

bcc-tools 软件包里的 cachestat 和 cachetop、memleak

achestat 可查看整个系统缓存的读写命中情况
cachetop 可查看每个进程的缓存命中情况
memleak 可以用检查 C、C++ 程序的内存泄漏问题

free 命令内存指标

# free -m 
                total used   free   shared  buffers  cached 
Mem:            32107 30414  1692   0       1962     8489 
-/+ buffers/cache:    19962  12144 
Swap:               0     0     0

shared 是共享内存的大小, 一般系统不会用到，总是0
buffers/cache 是缓存和缓冲区的大小，buffers 是对原始磁盘块的缓存，cache 是从磁盘读取文件系统里文件的页缓存
available 是新进程可用内存的大小

内存 swap 过高

Swap 其实就是把一块磁盘空间或者一个本地文件，当成内存来使用。swap 换出，把进程暂时不用的内存数据存储到磁盘中，并释放这些数据占用的内存。swap 换入，在进程再次访问这些内存的时候，把它们从磁盘读到内存中来

swap 和内存回收的机制

内存的回收既包括了文件页（内存映射获取磁盘文件的页）又包括了匿名页（进程动态分配的内存）
对文件页的回收，可以直接回收缓存，或者把脏页写回磁盘后再回收
而对匿名页的回收，其实就是通过 Swap 机制，把它们写入磁盘后再释放内存

swap 过高会造成严重的性能问题，页失效会导致频繁的页面在内存和磁盘之间交换

一般线上的服务器的内存都很大，可以禁用 swap
可以设置 /proc/sys/vm/min_free_kbytes，来调整系统定期回收内存的阈值，也可以设置 /proc/sys/vm/swappiness，来调整文件页和匿名页的回收倾向

linux 磁盘I/O 问题

文件系统和磁盘

磁盘是一个存储设备（确切地说是块设备），可以被划分为不同的磁盘分区。而在磁盘或者磁盘分区上，还可以再创建文件系统，并挂载到系统的某个目录中。系统就可以通过这个挂载目录来读写文件
磁盘是存储数据的块设备，也是文件系统的载体。所以，文件系统确实还是要通过磁盘，来保证数据的持久化存储
系统在读写普通文件时，I/O 请求会首先经过文件系统，然后由文件系统负责，来与磁盘进行交互。而在读写块设备文件时，会跳过文件系统，直接与磁盘交互
linux 内存里的 Buffers 是对原始磁盘块的临时存储，也就是用来缓存磁盘的数据，通常不会特别大（20MB 左右）。内核就可以把分散的写集中起来（优化磁盘的写入）
linux 内存里的 Cached 是从磁盘读取文件的页缓存，也就是用来缓存从文件读写的数据。下次访问这些文件数据时，则直接从内存中快速获取，而不再次访问磁盘

磁盘性能指标

使用率，是指磁盘处理 I/O 的时间百分比。过高的使用率（比如超过 80%），通常意味着磁盘 I/O 存在性能瓶颈。
饱和度，是指磁盘处理 I/O 的繁忙程度。过高的饱和度，意味着磁盘存在严重的性能瓶颈。当饱和度为 100% 时，磁盘无法接受新的 I/O 请求。
IOPS（Input/Output Per Second），是指每秒的 I/O 请求数
吞吐量，是指每秒的 I/O 请求大小
响应时间，是指 I/O 请求从发出到收到响应的间隔时间

IO 过高怎么找问题，怎么调优

查看系统磁盘整体 I/O

# iostat -x -k -d 1 1
Linux 4.4.73-5-default (ceshi44)        2021年07月08日  _x86_64_        (40 CPU)

Device:  rrqm/s   wrqm/s  r/s    w/s    rkB/s   wkB/s  avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await  svctm  %util
sda      0.08     2.48    0.37   11.71  27.80   507.24  88.53   0.02     1.34   14.96    0.90   0.09   0.10
sdb      0.00     1.20    1.28   16.67  30.91   647.83  75.61   0.17     9.51    9.40    9.52   0.32   0.57
------ 
rrqm/s:   每秒对该设备的读请求被合并次数，文件系统会对读取同块(block)的请求进行合并
wrqm/s:   每秒对该设备的写请求被合并次数
r/s:      每秒完成的读次数
w/s:      每秒完成的写次数
rkB/s:    每秒读数据量(kB为单位)
wkB/s:    每秒写数据量(kB为单位)
avgrq-sz: 平均每次IO操作的数据量(扇区数为单位)
avgqu-sz: 平均等待处理的IO请求队列长度
await:    平均每次IO请求等待时间(包括等待时间和处理时间，毫秒为单位)
svctm:    平均每次IO请求的处理时间(毫秒为单位)
%util:    采用周期内用于IO操作的时间比率，即IO队列非空的时间比率

查看进程级别 I/O

# pidstat -d
Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (8f57ec39327b)      07/11/2021      _x86_64_        (6 CPU)

06:42:35 PM   UID       PID   kB_rd/s   kB_wr/s kB_ccwr/s  Command
06:42:35 PM     0         1      1.05      0.00      0.00  java
06:42:35 PM     0       102      0.04      0.05      0.00  bash
------
kB_rd/s   每秒从磁盘读取的KB
kB_wr/s   每秒写入磁盘KB
kB_ccwr/s 任务取消的写入磁盘的KB。当任务截断脏的pagecache的时候会发生
Command   进程执行命令

当使用 pidstat -d 定位到哪个应用服务时，接下来则需要使用 strace 和 lsof 定位是哪些代码在读写磁盘里的哪些文件，导致IO高的原因

$ strace -p 18940 
strace: Process 18940 attached 
...
mmap(NULL, 314576896, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f0f7aee9000 
mmap(NULL, 314576896, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f0f682e8000 
write(3, "2018-12-05 15:23:01,709 - __main"..., 314572844 
) = 314572844 
munmap(0x7f0f682e8000, 314576896)       = 0 
write(3, "\n", 1)                       = 1 
munmap(0x7f0f7aee9000, 314576896)       = 0 
close(3)                                = 0 
stat("/tmp/logtest.txt.1", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=943718535, ...}) = 0

strace 命令输出可以看到进程18940 正在往文件 /tmp/logtest.txt.1 写入300m

$ lsof -p 18940 
COMMAND   PID USER   FD   TYPE DEVICE  SIZE/OFF    NODE NAME 
java  18940 root  cwd    DIR   0,50      4096 1549389 / 
… 
java  18940 root    2u   CHR  136,0       0t0       3 /dev/pts/0 
java  18940 root    3w   REG    8,1 117944320     303 /tmp/logtest.txt 
----
FD 表示文件描述符号，TYPE 表示文件类型，NODE NAME 表示文件路径

lsof 也可以看出进程18940 以每次 300MB 的速度往 /tmp/logtest.txt 写入

linux 网络I/O 问题

当一个网络帧到达网卡后，网卡会通过 DMA 方式，把这个网络包放到收包队列中；然后通过硬中断，告诉中断处理程序已经收到了网络包。接着，网卡中断处理程序会为网络帧分配内核数据结构（sk_buff），并将其拷贝到 sk_buff 缓冲区中；然后再通过软中断，通知内核收到了新的网络帧。内核协议栈从缓冲区中取出网络帧，并通过网络协议栈，从下到上逐层处理这个网络帧

硬中断：与系统相连的外设(比如网卡、硬盘)自动产生的。主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。比如当网卡收到数据包的时候，就会发出一个硬中断
软中断：为了满足实时系统的要求，中断处理应该是越快越好。linux为了实现这个特点，当中断发生的时候，硬中断处理那些短时间就可以完成的工作，而将那些处理事件比较长的工作，交给软中断来完成

网络I/O指标

带宽，表示链路的最大传输速率，单位通常为 b/s （比特 / 秒）
吞吐量，表示单位时间内成功传输的数据量，单位通常为 b/s（比特 / 秒）或者 B/s（字节 / 秒）吞吐量受带宽限制，而吞吐量 / 带宽，也就是该网络的使用率
延时，表示从网络请求发出后，一直到收到远端响应，所需要的时间延迟。在不同场景中，这一指标可能会有不同含义。比如，它可以表示，建立连接需要的时间（比如 TCP 握手延时），或一个数据包往返所需的时间（比如 RTT）
PPS，是 Packet Per Second（包 / 秒）的缩写，表示以网络包为单位的传输速率。PPS 通常用来评估网络的转发能力，比如硬件交换机，通常可以达到线性转发（即 PPS 可以达到或者接近理论最大值）。而基于 Linux 服务器的转发，则容易受网络包大小的影响
网络的连通性
并发连接数（TCP 连接数量）
丢包率（丢包百分比）

查看网络I/O指标

查看网络配置

# ifconfig em1
em1       Link encap:Ethernet  HWaddr 80:18:44:EB:18:98  
          inet addr:192.168.0.44  Bcast:192.168.0.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::8218:44ff:feeb:1898/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:3098067963 errors:0 dropped:5379363 overruns:0 frame:0
          TX packets:2804983784 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:1661766458875 (1584783.9 Mb)  TX bytes:1356093926505 (1293271.9 Mb)
          Interrupt:83
-----
TX 和 RX 部分的 errors、dropped、overruns、carrier 以及 collisions 等指标不为 0 时，
通常表示出现了网络 I/O 问题。
errors 表示发生错误的数据包数，比如校验错误、帧同步错误等
dropped 表示丢弃的数据包数，即数据包已经收到了 Ring Buffer，但因为内存不足等原因丢包
overruns 表示超限数据包数，即网络 I/O 速度过快，导致 Ring Buffer 中的数据包来不及处理（队列满）而导致的丢包
carrier 表示发生 carrirer 错误的数据包数，比如双工模式不匹配、物理电缆出现问题等
collisions 表示碰撞数据包数

网络吞吐和 PPS

# sar -n DEV 1
Linux 4.4.73-5-default (ceshi44)        2022年03月31日  _x86_64_        (40 CPU)

15时39分40秒     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s   %ifutil
15时39分41秒       em1   1241.00   1022.00    600.48    590.39      0.00      0.00    165.00      0.49
15时39分41秒        lo    636.00    636.00   7734.06   7734.06      0.00      0.00      0.00      0.00
15时39分41秒       em4      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
15时39分41秒       em3      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
15时39分41秒       em2     26.00     20.00      6.63      8.80      0.00      0.00      0.00      0.01
----
rxpck/s 和 txpck/s 分别是接收和发送的 PPS，单位为包 / 秒
rxkB/s 和 txkB/s 分别是接收和发送的吞吐量，单位是 KB/ 秒
rxcmp/s 和 txcmp/s 分别是接收和发送的压缩数据包数，单位是包 / 秒

宽带

# ethtool em1 | grep Speed 
Speed: 1000Mb/s

连通性和延迟

# ping www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (14.215.177.38) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=1 ttl=56 time=53.9 ms
64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=2 ttl=56 time=52.3 ms
64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=3 ttl=56 time=53.8 ms
64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=4 ttl=56 time=56.0 ms

统计 TCP 连接状态工具 ss 和 netstat

[root@root ~]$>#ss -ant | awk '{++S[$1]} END {for(a in S) print a, S[a]}'
LISTEN 96
CLOSE-WAIT 527
ESTAB 8520
State 1
SYN-SENT 2
TIME-WAIT 660

[root@root ~]$>#netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'
CLOSE_WAIT 530
ESTABLISHED 8511
FIN_WAIT2 3
TIME_WAIT 809

网络请求变慢，怎么调优

高并发下 TCP 请求变多，会有大量处于 TIME_WAIT 状态的连接，它们会占用大量内存和端口资源。此时可以优化与 TIME_WAIT 状态相关的内核选项

增大处于 TIME_WAIT 状态的连接数量 net.ipv4.tcp_max_tw_buckets ，并增大连接跟踪表的大小 net.netfilter.nf_conntrack_max
减小 net.ipv4.tcp_fin_timeout 和 net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_time_wait ，让系统尽快释放它们所占用的资源
开启端口复用 net.ipv4.tcp_tw_reuse。这样，被 TIME_WAIT 状态占用的端口，还能用到新建的连接中
增大本地端口的范围 net.ipv4.ip_local_port_range 。这样就可以支持更多连接，提高整体的并发能力
增加最大文件描述符的数量。可以使用 fs.nr_open 和 fs.file-max ，分别增大进程和系统的最大文件描述符数

SYN FLOOD 攻击，利用 TCP 协议特点进行攻击而引发的性能问题，可以考虑优化与 SYN 状态相关的内核选项

增大 TCP 半连接的最大数量 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog ，或者开启 TCP SYN Cookies net.ipv4.tcp_syncookies ，来绕开半连接数量限制的问题
减少 SYN_RECV 状态的连接重传 SYN+ACK 包的次数 net.ipv4.tcp_synack_retries

加快 TCP 长连接的回收，优化与 Keepalive 相关的内核选项

缩短最后一次数据包到 Keepalive 探测包的间隔时间 net.ipv4.tcp_keepalive_time
缩短发送 Keepalive 探测包的间隔时间 net.ipv4.tcp_keepalive_intvl
减少 Keepalive 探测失败后，一直到通知应用程序前的重试次数 net.ipv4.tcp_keepalive_probes

文章参考：https://mp.weixin.qq.com/s/Y2-so8CFfXv5bM4sN4aJSw

十、linux查看cpu个数命令？

我的回答：Linux查看cpu个数，可以分成几种信息：

1.查看CPU型号

cat /proc/cpuinfo|grep "model name"|uniq

比如Intel Xeon CPU E5-2690 v4 代表英特尔至强处理器。

2.查看CPU物理个数：

cat /proc/cpuinfo|grep "physical id"|sort|uniq|wc -l

比如2 就代表两颗物理CPU。

3.查看单个CPU的物理核数：

cat /proc/cpuinfo|grep "cpu cores"|uniq

比如14

就代表一颗物理CPU有14核

查看单颗CPU的逻辑核数：

cat /proc/cpuinfo|grep "siblings"|uniq

比如是28

如果siblings的数量是cpu cores的两倍，证明CPU支持超线程并且开启了超线程技术。

4.查看CPU总的逻辑核数：

cat /proc/cpuinfo|grep "processor"|wc -l

比如56

就代表总的逻辑核心数56。

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4) 显示 BIOS 信息

5) 显示机箱硬件信息

6) 显示底板硬件信息

7) 显示系统的硬件信息

8) 显示已安装的内存信息

9) 显示关于处理器的硬件信息

10) 显示有关 64 位内存错误的信息

11) 以十六进制输出 DMIDECODE 命令输出

12 ) 显示 dmidecode 版本

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