好的，各位听众，欢迎来到今天的“psutil 库：系统进程与资源监控的高级应用”讲座！今天咱们不搞那些虚头巴脑的，直接上干货，保证让大家听完之后，能用 psutil 库把你的电脑摸得门儿清！
一、psutil 是个啥玩意儿？
首先，咱们得搞清楚 psutil 是个啥。简单来说，psutil (process and system utilities) 是一个 Python 库，它提供了一个跨平台的方式来获取系统进程和系统利用率的信息。这意味着，无论你是用 Windows、macOS 还是 Linux，都可以用同一套代码来监控你的电脑。
想象一下，你的电脑就像一个繁忙的城市，各种进程就像在城市里跑来跑去的汽车，CPU、内存、磁盘就像城市的道路、停车场、仓库。而 psutil 就相当于一个城市交通监控系统，能告诉你现在有多少车在跑，哪些路堵了，哪个停车场快满了，哪个仓库没货了。
二、psutil 安装：工欲善其事，必先利其器
在开始之前，我们需要先安装 psutil 库。这个非常简单，打开你的终端或者命令提示符，输入：
pip install psutil如果你的电脑上同时安装了 Python 2 和 Python 3，并且你想给 Python 3 安装，你可能需要使用 pip3：
pip3 install psutil安装完毕，我们就可以开始使用 psutil 了。
三、psutil 入门：初窥门径
咱们先来几个简单的例子，让大家对 psutil 有个初步的认识。
import psutil
# 获取 CPU 使用率
cpu_usage = psutil.cpu_percent(interval=1) # 每隔 1 秒采样一次
print(f"CPU 使用率：{cpu_usage}%")
# 获取内存使用情况
memory = psutil.virtual_memory()
print(f"总内存：{memory.total / (1024 * 1024 * 1024):.2f} GB") # 转换为 GB
print(f"可用内存：{memory.available / (1024 * 1024 * 1024):.2f} GB")
print(f"内存使用率：{memory.percent}%")
# 获取磁盘使用情况
disk = psutil.disk_usage('/') # 根目录
print(f"总磁盘空间：{disk.total / (1024 * 1024 * 1024):.2f} GB")
print(f"已用磁盘空间：{disk.used / (1024 * 1024 * 1024):.2f} GB")
print(f"可用磁盘空间：{disk.free / (1024 * 1024 * 1024):.2f} GB")
print(f"磁盘使用率：{disk.percent}%")
# 获取网络信息
net_io = psutil.net_io_counters()
print(f"接收字节数：{net_io.bytes_recv / (1024 * 1024):.2f} MB") # 转换为 MB
print(f"发送字节数：{net_io.bytes_sent / (1024 * 1024):.2f} MB")这段代码会分别打印出 CPU 使用率、内存使用情况、磁盘使用情况和网络信息。注意，我们把字节数转换成了 MB 和 GB，这样看起来更直观。
四、进程管理：洞察秋毫
psutil 最强大的功能之一就是进程管理。它可以让你获取系统中所有进程的信息，甚至可以控制这些进程。
1. 获取所有进程
import psutil
for proc in psutil.process_iter(['pid', 'name', 'username']):
print(f"PID: {proc.info['pid']}, 名称: {proc.info['name']}, 用户名: {proc.info['username']}")这段代码会遍历系统中所有的进程，并打印出它们的 PID、名称和用户名。
2. 获取指定进程的信息
import psutil
pid = 1234 # 替换成你想要查询的进程的 PID
try:
process = psutil.Process(pid)
print(f"进程名称：{process.name()}")
print(f"进程状态：{process.status()}")
print(f"CPU 使用率：{process.cpu_percent(interval=1)}%")
print(f"内存使用量：{process.memory_info().rss / (1024 * 1024):.2f} MB") # 转换为 MB
print(f"启动时间：{process.create_time()}")
print(f"打开的文件：{process.open_files()}")
print(f"线程数：{process.num_threads()}")
except psutil.NoSuchProcess:
print(f"进程 {pid} 不存在")
except psutil.AccessDenied:
print(f"没有权限访问进程 {pid}")这段代码会获取指定 PID 的进程的信息，包括进程名称、状态、CPU 使用率、内存使用量、启动时间、打开的文件和线程数。需要注意的是，你可能需要管理员权限才能访问某些进程的信息。
3. 进程控制
psutil 还可以控制进程，例如杀死进程、改变进程优先级等。
import psutil
import os
pid = 1234 # 替换成你想要控制的进程的 PID
try:
process = psutil.Process(pid)
# 杀死进程
# process.kill() # 慎用！
# 改变进程优先级 (仅在 Linux/macOS 上有效)
# process.nice(psutil.BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS)
# 获取进程的 CPU 亲和性
cpu_affinity = process.cpu_affinity()
print(f"CPU 亲和性：{cpu_affinity}")
# 设置进程的 CPU 亲和性 (需要管理员权限)
# process.cpu_affinity([0, 1]) # 将进程绑定到 CPU 0 和 CPU 1
# 获取进程的 I/O 优先级 (仅在 Windows 上有效)
# io_priority = process.io_priority()
except psutil.NoSuchProcess:
print(f"进程 {pid} 不存在")
except psutil.AccessDenied:
print(f"没有权限访问进程 {pid}")
except OSError as e:
print(f"操作系统错误：{e}")这段代码展示了如何杀死进程、改变进程优先级、获取和设置进程的 CPU 亲和性。注意：杀死进程是一个危险的操作，请谨慎使用！
五、高级应用：更上一层楼
掌握了基本用法之后，咱们就可以开始探索 psutil 的高级应用了。
1. 监控系统资源
import psutil
import time
def monitor_system_resources(interval=1):
"""监控系统资源并打印信息"""
try:
while True:
cpu_usage = psutil.cpu_percent(interval=interval)
memory = psutil.virtual_memory()
disk = psutil.disk_usage('/')
net_io = psutil.net_io_counters()
print(f"时间：{time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}")
print(f"CPU 使用率：{cpu_usage}%")
print(f"内存使用率：{memory.percent}%")
print(f"磁盘使用率：{disk.percent}%")
print(f"接收字节数：{net_io.bytes_recv / (1024 * 1024):.2f} MB")
print(f"发送字节数：{net_io.bytes_sent / (1024 * 1024):.2f} MB")
print("-" * 20)
except KeyboardInterrupt:
print("监控结束")
if __name__ == "__main__":
monitor_system_resources()这段代码会持续监控系统的 CPU、内存、磁盘和网络使用情况，并每隔一段时间打印出来。你可以根据自己的需求调整监控的频率。
2. 监控指定进程的资源使用情况
import psutil
import time
def monitor_process_resources(pid, interval=1):
"""监控指定进程的资源使用情况"""
try:
process = psutil.Process(pid)
while True:
cpu_usage = process.cpu_percent(interval=interval)
memory_info = process.memory_info()
memory_usage = memory_info.rss / (1024 * 1024) # 转换为 MB
io_counters = process.io_counters()
read_bytes = io_counters.read_bytes / (1024 * 1024) # 转换为 MB
write_bytes = io_counters.write_bytes / (1024 * 1024) # 转换为 MB
print(f"时间：{time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}")
print(f"进程名称：{process.name()}")
print(f"CPU 使用率：{cpu_usage}%")
print(f"内存使用量：{memory_usage:.2f} MB")
print(f"读取字节数：{read_bytes:.2f} MB")
print(f"写入字节数：{write_bytes:.2f} MB")
print("-" * 20)
except psutil.NoSuchProcess:
print(f"进程 {pid} 不存在")
except KeyboardInterrupt:
print("监控结束")
if __name__ == "__main__":
pid = 1234 # 替换成你想要监控的进程的 PID
monitor_process_resources(pid)这段代码会持续监控指定 PID 的进程的 CPU 使用率、内存使用量和 I/O 情况，并每隔一段时间打印出来。
3. 自定义监控指标
psutil 提供了丰富的 API，你可以根据自己的需求自定义监控指标。例如，你可以监控某个进程打开的文件数量，或者监控某个网络接口的流量。
import psutil
import time
def monitor_custom_metrics(interval=1):
"""监控自定义指标"""
try:
while True:
# 监控打开的文件数量最多的进程
processes = sorted(psutil.process_iter(['pid', 'name', 'open_files']),
key=lambda p: len(p.info['open_files']) if p.info['open_files'] else 0,
reverse=True)
top_process = processes[0] if processes else None
# 监控某个网络接口的流量
net_io = psutil.net_io_counters(pernic=True)
if '以太网' in net_io: # 替换成你的网络接口名称
eth_recv = net_io['以太网'].bytes_recv / (1024 * 1024) # 转换为 MB
eth_sent = net_io['以太网'].bytes_sent / (1024 * 1024) # 转换为 MB
else:
eth_recv = 0
eth_sent = 0
print(f"时间：{time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}")
if top_process:
print(f"打开文件最多的进程：{top_process.info['name']} (PID: {top_process.info['pid']}), 打开文件数：{len(top_process.info['open_files'])}")
else:
print("没有进程正在运行")
print(f"以太网接收流量：{eth_recv:.2f} MB")
print(f"以太网发送流量：{eth_sent:.2f} MB")
print("-" * 20)
time.sleep(interval)
except KeyboardInterrupt:
print("监控结束")
if __name__ == "__main__":
monitor_custom_metrics()这段代码会监控打开文件数量最多的进程，以及某个网络接口的接收和发送流量。你需要根据自己的电脑环境修改网络接口的名称。
六、psutil 的一些小技巧
- 使用
try...except处理异常： 在使用psutil时，可能会遇到一些异常，例如NoSuchProcess(进程不存在)、AccessDenied(没有权限访问) 等。使用try...except可以让你优雅地处理这些异常，避免程序崩溃。 - 合理设置
interval： 在使用cpu_percent()等方法时，需要设置interval参数，表示采样的时间间隔。如果interval设置得太小，可能会导致 CPU 使用率过高；如果interval设置得太大，可能会导致监控数据不准确。 - 注意权限问题： 某些
psutil方法需要管理员权限才能访问。如果没有管理员权限，可能会导致程序报错。 - 结合其他库使用：
psutil可以和其他 Python 库结合使用，例如matplotlib可以用来可视化监控数据，smtplib可以用来发送报警邮件。
七、psutil 的局限性
psutil 虽然强大，但也有一些局限性：
- 性能开销： 频繁地调用
psutil方法可能会导致一定的性能开销，尤其是在监控大量进程时。 - 跨平台差异： 虽然
psutil提供了跨平台的支持，但某些方法可能只在特定的操作系统上有效。 - 信息安全： 使用
psutil可以获取系统中的敏感信息，例如进程名称、用户名等。需要注意保护这些信息，避免泄露。
八、表格总结
为了方便大家回顾，我把 psutil 的一些常用方法整理成一个表格：
| 方法 | 描述 | 返回值类型 |
|---|---|---|
psutil.cpu_count() |
获取 CPU 核心数 | int |
psutil.cpu_percent(interval=1) |
获取 CPU 使用率，每隔 interval 秒采样一次 |
float |
psutil.virtual_memory() |
获取内存使用情况 | svmem 对象 |
psutil.disk_usage(path) |
获取磁盘使用情况，path 为磁盘路径 |
sdiskusage 对象 |
psutil.net_io_counters() |
获取网络 I/O 统计信息 | snicstats 对象 |
psutil.process_iter() |
迭代所有进程 | Process 对象迭代器 |
psutil.Process(pid) |
获取指定 PID 的进程对象 | Process 对象 |
process.name() |
获取进程名称 | str |
process.status() |
获取进程状态 | str |
process.cpu_percent(interval=1) |
获取进程的 CPU 使用率，每隔 interval 秒采样一次 |
float |
process.memory_info() |
获取进程的内存信息 | pmem 对象 |
process.kill() |
杀死进程 (慎用！) | None |
九、实战案例：一个简单的系统监控程序
最后，我们来做一个简单的系统监控程序，它可以实时显示 CPU 使用率、内存使用率和磁盘使用率，并在 CPU 使用率超过 80% 时发出警告。
import psutil
import time
def system_monitor():
"""简单的系统监控程序"""
while True:
cpu_usage = psutil.cpu_percent(interval=1)
memory = psutil.virtual_memory()
disk = psutil.disk_usage('/')
print(f"CPU 使用率：{cpu_usage}%")
print(f"内存使用率：{memory.percent}%")
print(f"磁盘使用率：{disk.percent}%")
if cpu_usage > 80:
print("警告：CPU 使用率过高！")
time.sleep(1)
if __name__ == "__main__":
system_monitor()这个程序非常简单，但它可以让你对 psutil 的应用有一个更直观的了解。你可以根据自己的需求扩展这个程序，例如添加图形界面、发送报警邮件等。
十、总结
psutil 是一个非常强大的 Python 库，它可以让你轻松地获取系统进程和资源利用率的信息。掌握了 psutil，你就可以更好地了解你的电脑，优化你的程序，甚至可以开发出自己的系统监控工具。
希望今天的讲座对大家有所帮助！ 感谢大家的收听！ 祝大家编程愉快！