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PHP获取CPU内存使用方法全解析

2025-10-12 12:26:27 0浏览收藏

欢迎各位小伙伴来到golang学习网，相聚于此都是缘哈哈哈！今天我给大家带来《PHP获取CPU内存使用方法详解》，这篇文章主要讲到等等知识，如果你对文章相关的知识非常感兴趣或者正在自学，都可以关注我，我会持续更新相关文章！当然，有什么建议也欢迎在评论留言提出！一起学习！

PHP获取CPU和内存使用情况需借助系统命令或读取/proc文件，常用exec()或shell_exec()执行top、free等命令并解析输出，也可通过sys_getloadavg()获取负载、memory_get_usage()获取脚本内存；但执行外部命令有性能开销和安全风险，如命令注入、权限提升等；更优方案是读取Linux的/proc/meminfo和/proc/stat文件以减少进程开销，或使用APM工具如Datadog、New Relic等专业监控代理实现高效、安全的资源监控。

php如何获取CPU和内存使用情况？PHP系统资源监控与获取

PHP要获取CPU和内存使用情况，通常不会直接通过内置函数一步到位，因为PHP本身是一个应用层语言，它更多是与Web服务器交互，而不是直接操作系统底层。我们通常需要借助PHP执行系统命令的能力（如exec()或shell_exec()）来调用操作系统的工具，或者利用一些特殊的PHP扩展，甚至是通过读取特定的系统文件（如Linux下的/proc文件系统）来间接获取这些信息。这有点像让一个厨师去直接测量农田的土壤成分，虽然不是不可能，但总觉得有点绕远路，且需要一些额外的工具和技巧。

解决方案

要获取系统级的CPU和内存使用情况，我们最常用的方法就是利用PHP的exec()或shell_exec()函数来执行操作系统提供的命令行工具。这玩意儿，用起来确实方便，但代价也不小，后面我们会聊到它的性能和安全考量。

1. 获取CPU使用情况：

说实话，直接获取一个精确到百分比的“当前CPU使用率”对PHP脚本来说是比较棘手的，因为CPU使用率是一个动态的、持续变化的指标，而且通常由操作系统内核负责统计和调度。PHP脚本在某个瞬间执行一个命令，只能得到那个瞬间的快照，或者一段时间内的平均值。

一个常见的做法是执行Linux系统下的top命令或者mpstat（如果安装了sysstat包）。

<?php
// 获取CPU使用率（Linux为例，需要解析top命令的输出）
function getCpuUsage() {
    $output = shell_exec("top -bn1 | grep 'Cpu(s)'");
    // 解析输出，例如：Cpu(s): 0.3% us, 0.3% sy, 0.0% ni, 99.3% id, 0.0% wa, 0.0% hi, 0.0% si, 0.0% st
    if (preg_match('/Cpu\(s\):\s*([\d.]+)\%\s*us,.*([\d.]+)\%\s*sy,.*([\d.]+)\%\s*id/', $output, $matches)) {
        $user_cpu = floatval($matches[1]); // 用户空间占用
        $system_cpu = floatval($matches[2]); // 内核空间占用
        $idle_cpu = floatval($matches[3]); // 空闲CPU
        $total_usage = $user_cpu + $system_cpu; // 总使用率（不包含nice, io wait等）
        return [
            'user' => $user_cpu,
            'system' => $system_cpu,
            'idle' => $idle_cpu,
            'total_usage' => $total_usage
        ];
    }
    return false;
}

// 获取系统平均负载（load average），这与CPU使用率不同，但也是一个重要的性能指标
// sys_getloadavg() 是PHP内置函数，更安全高效
function getSystemLoadAverage() {
    return sys_getloadavg(); // 返回一个包含1分钟、5分钟、15分钟平均负载的数组
}

// 示例调用
$cpuInfo = getCpuUsage();
if ($cpuInfo) {
    echo "CPU 用户空间使用率: " . $cpuInfo['user'] . "%\n";
    echo "CPU 内核空间使用率: " . $cpuInfo['system'] . "%\n";
    echo "CPU 总使用率: " . $cpuInfo['total_usage'] . "%\n";
} else {
    echo "无法获取CPU使用率。\n";
}

$loadAvg = getSystemLoadAverage();
echo "系统平均负载 (1min, 5min, 15min): " . implode(', ', $loadAvg) . "\n";
?>

这里有个小小的陷阱，sys_getloadavg()获取的是系统平均负载（load average），它表示的是在特定时间段内，系统处于可运行或不可中断状态的进程数量。这与CPU使用率是两个不同的概念，高负载不一定意味着CPU使用率高，但通常是CPU瓶颈的早期信号。

2. 获取内存使用情况：

内存使用情况可以分为两个层面：PHP脚本自身的内存使用和整个系统的内存使用。

PHP脚本自身内存使用： PHP提供了内置函数来获取当前脚本的内存消耗，这对于调试和优化PHP应用非常有用。

<?php
// 获取当前脚本已分配的内存
echo "当前脚本内存使用: " . round(memory_get_usage() / (1024 * 1024), 2) . " MB\n";

// 获取当前脚本在执行期间达到的内存峰值
echo "当前脚本内存峰值: " . round(memory_get_peak_usage() / (1024 * 1024), 2) . " MB\n";
?>

系统总内存使用： 与CPU类似，我们需要调用系统命令。在Linux下，free -m或cat /proc/meminfo是获取系统内存信息的利器。

<?php
// 获取系统内存使用情况（Linux为例，解析free -m命令）
function getSystemMemoryUsage() {
    $output = shell_exec("free -m");
    // 解析输出，例如：
    //               total        used        free      shared  buff/cache   available
    // Mem:           7983        2045        3000         400        2937        5300
    // Swap:          2047           0        2047
    if (preg_match('/Mem:\s+(\d+)\s+(\d+)\s+(\d+)\s+(\d+)\s+(\d+)\s+(\d+)/', $output, $matches)) {
        return [
            'total_mb' => intval($matches[1]),
            'used_mb' => intval($matches[2]),
            'free_mb' => intval($matches[3]),
            'shared_mb' => intval($matches[4]),
            'buff_cache_mb' => intval($matches[5]),
            'available_mb' => intval($matches[6])
        ];
    }
    return false;
}

// 示例调用
$memInfo = getSystemMemoryUsage();
if ($memInfo) {
    echo "系统总内存: " . $memInfo['total_mb'] . " MB\n";
    echo "系统已用内存: " . $memInfo['used_mb'] . " MB\n";
    echo "系统空闲内存: " . $memInfo['free_mb'] . " MB\n";
    echo "系统可用内存: " . $memInfo['available_mb'] . " MB (包含buff/cache中可回收的部分)\n";
} else {
    echo "无法获取系统内存使用情况。\n";
}
?>

对于Windows系统，情况会稍微复杂一些，可能需要使用wmic命令或PowerShell脚本，然后通过PHP来执行并解析。不过在Web服务器环境中，Linux更为常见。

PHP获取系统资源时常见的性能瓶颈与安全风险有哪些？

利用exec()或shell_exec()这类函数来获取系统资源，虽然直接有效，但就像我前面说的，它其实是个两难的选择，伴随着不容忽视的性能开销和潜在的安全风险。我的经验是，任何时候涉及到执行外部命令，都得格外小心。

性能瓶颈：

进程创建开销： 每次调用exec()或shell_exec()，操作系统都需要创建一个新的进程来执行你指定的命令。这个过程本身就需要消耗CPU和内存资源。如果你的PHP脚本频繁地调用这些命令，比如在一个高并发的Web请求中，那么这些额外的进程创建开销就会迅速累积，导致服务器负载飙升，响应时间变长。
I/O开销： 命令执行的结果通常通过标准输出返回给PHP，这涉及到进程间的I/O操作。如果命令的输出内容很大，或者需要复杂的管道操作，那么I/O的消耗也会增加。
解析开销： PHP需要解析命令的文本输出，将其转换成有用的数据结构。这个解析过程，尤其是涉及到正则表达式匹配时，本身也是一个CPU密集型的操作。
实时性与准确性： 就像前面提到的，CPU使用率是一个非常动态的指标。你通过exec()获取的只是一个瞬间的快照。如果需要高频、实时的监控，这种方式的性能开销会变得无法承受。

安全风险：

命令注入： 这是最严重也是最常见的安全漏洞。如果你允许用户输入的数据作为命令的一部分，而没有进行严格的过滤和验证，攻击者就可以注入恶意的命令。例如，如果你的代码是shell_exec("ls " . $_GET['dir'])，攻击者可以传递dir=; rm -rf /，后果不堪设想。
权限提升： PHP进程通常运行在一个特定的用户下（如www-data或nginx）。如果这个用户拥有执行某些敏感系统命令的权限，或者这些命令本身存在漏洞，攻击者就可能利用命令注入来提升权限，甚至完全控制服务器。
信息泄露： 某些系统命令可能会输出敏感的系统信息，如果这些信息被攻击者获取，可能成为进一步攻击的跳板。
服务拒绝（DoS）： 攻击者可以利用命令注入执行耗时或资源密集型的命令，从而耗尽服务器资源，导致服务不可用。

为了规避这些风险，我的建议是：

永远不要直接拼接用户输入到系统命令中。 必须使用escapeshellarg()和escapeshellcmd()函数对参数进行严格转义。
最小化权限。 PHP运行的用户应该只拥有执行必要命令的最小权限。
考虑替代方案。 如果可以，尽量避免直接执行系统命令。

除了直接执行系统命令，PHP还有哪些更优雅的资源监控方案？

虽然exec()很方便，但它的局限性和风险让我们不得不去寻找更“优雅”的解决方案。在我看来，更优雅的方案通常意味着更好的性能、更高的安全性、更强的可维护性，并且能够更好地融入现代的监控体系。

使用/proc文件系统（仅限Linux）： Linux系统提供了一个虚拟文件系统/proc，它以文件的形式提供了内核和进程的信息。例如，/proc/meminfo包含了系统内存的详细信息，/proc/stat包含了CPU的统计数据。直接读取这些文件比执行外部命令要高效得多，因为它避免了进程创建的开销。

<?php
// 读取/proc/meminfo 获取内存信息
function getMemInfoFromProc() {
    if (!file_exists('/proc/meminfo')) {
        return false;
    }
    $lines = file('/proc/meminfo');
    $memInfo = [];
    foreach ($lines as $line) {
        if (preg_match('/^(\w+):\s+(\d+)\s*kB/', $line, $matches)) {
            $memInfo[$matches[1]] = intval($matches[2]) / 1024; // 转换为MB
        }
    }
    // 计算一些常用的指标
    $total = $memInfo['MemTotal'] ?? 0;
    $free = $memInfo['MemFree'] ?? 0;
    $buffers = $memInfo['Buffers'] ?? 0;
    $cached = $memInfo['Cached'] ?? 0;
    $available = $memInfo['MemAvailable'] ?? ($free + $buffers + $cached); // MemAvailable在较新内核中才有

    return [
        'total_mb' => round($total, 2),
        'used_mb' => round($total - $available, 2),
        'free_mb' => round($free, 2),
        'available_mb' => round($available, 2)
    ];
}

// 获取CPU统计数据（需要两次采样计算）
function getCpuStatFromProc() {
    if (!file_exists('/proc/stat')) {
        return false;
    }
    $lines = file('/proc/stat');
    foreach ($lines as $line) {
        if (str_starts_with($line, 'cpu ')) {
            $parts = explode(' ', $line);
            // user, nice, system, idle, iowait, irq, softirq, steal, guest, guest_nice
            return [
                'user' => intval($parts[2]),
                'nice' => intval($parts[3]),
                'system' => intval($parts[4]),
                'idle' => intval($parts[5]),
                'iowait' => intval($parts[6]),
                'irq' => intval($parts[7]),
                'softirq' => intval($parts[8]),
                'steal' => intval($parts[9])
            ];
        }
    }
    return false;
}

// 要计算CPU使用率，需要两次采样
// 第一次采样
$stat1 = getCpuStatFromProc();
if ($stat1) {
    // 等待一小段时间（比如1秒）
    sleep(1);
    // 第二次采样
    $stat2 = getCpuStatFromProc();

    if ($stat2) {
        $total_delta = ($stat2['user'] + $stat2['nice'] + $stat2['system'] + $stat2['idle'] + $stat2['iowait'] + $stat2['irq'] + $stat2['softirq'] + $stat2['steal']) -
                       ($stat1['user'] + $stat1['nice'] + $stat1['system'] + $stat1['idle'] + $stat1['iowait'] + $stat1['irq'] + $stat1['softirq'] + $stat1['steal']);
        $idle_delta = $stat2['idle'] - $stat1['idle'];

        if ($total_delta > 0) {
            $cpu_usage = 100 * (1 - $idle_delta / $total_delta);
            echo "CPU 使用率 (通过/proc/stat计算): " . round($cpu_usage, 2) . "%\n";
        }
    }
}

$memInfoProc = getMemInfoFromProc();
if ($memInfoProc) {
    echo "系统总内存 (通过/proc/meminfo): " . $memInfoProc['total_mb'] . " MB\n";
    echo "系统已用内存 (通过/proc/meminfo): " . $memInfoProc['used_mb'] . " MB\n";
    echo "系统可用内存 (通过/proc/meminfo): " . $memInfoProc['available_mb'] . " MB\n";
}
?>

这种方式虽然更高效，但代码实现起来更复杂，且仅限于Linux系统。

使用专门的监控代理/APM工具： 这是企业级应用中最推荐的方式。许多专业的应用性能监控（APM）工具，如New Relic, Datadog, Sentry, Prometheus等，都提供了PHP代理（Agent）。这些代理通常以PHP扩展的形式运行，能够深度集成到PHP-FPM或Web服务器中，直接从操作系统或PHP运行时获取各种指标（包括CPU、内存、网络、磁盘I/O等），并将数据发送到监控平台进行存储、分析和可视化。这种方式的优点是：
- 低开销： 代理通常用C/C++编写，性能优化得很好。
- 全面性： 不仅能监控系统资源，还能监控PHP应用本身的性能瓶颈（如函数调用时间、数据库查询、HTTP请求等）。
- 易于集成： 一旦安装配置好，几乎不需要改动PHP代码。
- 可视化与告警： 监控平台通常提供强大的仪表盘和告警功能。
构建一个独立的监控服务： 如果你不想引入大型APM工具，但又需要更灵活的监控，可以考虑构建一个独立的