Psutil - Monitoreo del sistema

Psutil ayuda a monitorear los parámetros de funcionamiento del sistema operativo y de sus procesos, tales como el uso de memoria, frecuencia de trabajo, uso de redes, sensores internos, etc.

Primeros pasos

El paquete se instala desde el gestor PIP.

Instalación

pip install psutil

El nombre de módulo coincide con el del paquete , por ello se lo importa directamente:

importacion

include psutil

Parámetros de Sistema

Para consultar parámetros del sistema psutil incluye un juego de funciones

CPU

frecuencias

frecuencia procesadores

frecuencia_procesadores = psutil.cpu_freq() 

Valores disponibles:

Valores disponibles

campo	valor
current	frecuencia de trabajo actual (en MHz)
min	frecuencia de trabajo mínima (en MHz)
max	frecuencia de trabajo máxima (en MHz)

Caso Linux, FreeBSD: pueden monitorearse todos los procesadores:

frecuencias- todos los procesadores

lista_frecuencias = psutil.cpu_freq(percpu=True) 

nucleos

Cuenta cuantos núcleos (cores) dispone el CPU:

nº nucleos

nucleos_logicos = psutil.cpu_count()
nucleos_fisicos = psutil.cpu_count(logical=False)

Hint: núcleos físicos y lógicos

La relación entre núcleos físicos y núcleos lógicos es:

nucleos_logicos = nucleos_fisicos * threads_simultaneos 

Ejemplo: un CPU con 2 núcleos físicos e 'HiperThreading' de 2 hilos simultáneos por core da 4 núcleos lógicos.

cpu_percent()

Permite calcular el porcentaje de uso promedio de todos los núcleos del CPU :

porcentaje CPU

# porcentaje de exigencia del CPU
porcentaje_total = psutil.cpu_percent(
    interval=None,                      # tiempo de referencia
    percpu=False                        #  resultado en lista de porcentajes , uno por *core* 
)  

Si no se indica un valor numérico para interval se toma de referencia la anterior llamada del método o en su defecto la importación del módulo. Es conveniente que entre ambas llamadas hayan pasado al menos 0.1 segundos para mejor precisión.

Ejemplo: demanda de CPU de una rutina completa

Porcentaje de CPU

#punto de referencia
psutil.cpu_percent()  # retorna '0.0'-> IGNORAR
# espera
import time
time.sleep(1)
# medicion
porcentaje = psutil.cpu_percent()               # promedio
porcentajes = psutil.cpu_percent(percpu=True)   # por unidad

cpu_times()

Calcula los tiempos acumulados de procesamiento de cada núcleo lógico.

Tiempo procesamiento

data_tiempos = psutil.cpu_times()     # informacion de tiempo de procesamiento en segundos

Campos más habituales

campo	valor
user	tiempo usado en modo usuario (segundos)
system	tiempo usado en modo kernel (segundos)

Más informacion sobre cpu_times(): sitio oficial

Procesos

listado y verificacion

lista_pids = psutil.pids()  # todos los PIDS activos encontrados
existe_proceso = psutil.pid_exists(pid) # verifica actividad

espera y eventos al cierre

# Espera al cierre de procesos indicados
psutil.wait_procs(
    lista_pids,         # lista de numeros de IDs
    timeout=None,       # tiempo de espera máximo
    callback=None       # manejador asignable -> se dispara con cada cierre
    )

Memoria RAM

data_ram = psutil.virtual_memory()

Campos principales:

campo	valor
total	memoria RAM total (en bytes)
available	memoria RAM actualmente disponible (en bytes)
percent	porcentaje de memoria usado

Memoria SWAP

data_swap = psutil.swap_memory()

Campos principales:

campo	valor
total	memoria swap total (en bytes)
used	memoria swap actualmente usado
free	memoria swap libre
percent	porcentaje de memoria swap usado
sin	data escrita en disco (acumulativa)
sout	data leida en disco (acumulativa)

Discos

particiones

particiones_físicas = psutil.disk_partitions() # lista de particiones

for particion in particiones:
    print(particion)

Contenido de listas:

campo	valor
device	ruta del dispositivo: 'C:\', '/dev/hda1', etc
mountpoint	ruta montada_ '/', '/home', 'D:\', etc
fstype	formato: NTFS, FAT, ext4, etc
opt	informacion extra (dependiente del SO)

espacio en disco

uso_disco = psutil.disk_usage(ruta)

Contenido:

campo	valor
used	espacio usado (en bytes)
free	espacio libre (en bytes)

Ejemplo: estadísticas del disco o particion

espacio en disco eb GiB

ruta = "/"
uso_disco = psutil.disk_usage(ruta)
espacio_usado = uso_disco.used    # espacio usado (en bytes)
espacio_libre = uso_disco.free    # espacio libre (en bytes)
print(f"Ruta: {ruta}")
print(f"Espacio usado: {espacio_usado / (1000**3):.4} GiB") 
print(f"Espacio libre: {espacio_libre / (1000**3):.4} GiB") 

estadisticas de lectura/escritura

Las estadísticas de lectura y escritura se calculan con la función disk_io_counters():

data_io = psutil.disk_io_counters()

Campos más importantes

campo	valor
read_count	Nº operaciones lectura
write_count	Nº operaciones escritura
read_bytes	data total leida (en bytes)
write_bytes	data total escrita (en bytes)

La información puede fragmentarse por partición con ayuda del argumento perdisk:

lista_data_io = psutil.disk_io_counters(perdisk=True)

Uso de red

estadisticas globales

La información se condensa con la función net_io_counters():

io_global = psutil.net_io_counters()

Datos disponibles:

Campos disponibles

campo	valor
bytes_sent	bytes enviados
bytes_recv	bytes recibidos
packets_sent	paquetes enviados
packets_recv	paquetes recibidos
errin	errores enviados
errout	errores recibidos
dropin	paquetes descartados enviados
dropout	paquetes descartados recibidos

Ejemplo de uso: medicion del uso de datos por red

Data de red en MB

# Uso de red
io_global = psutil.net_io_counters()
enviados = io_global.bytes_sent
recibidos = io_global.bytes_recv
print("Uso de red")
print(f"Datos enviados: {enviados/(1024**2):.4} MB") 
print(f"Datos recibidos: {recibidos/(1024**2):.4} MB")

configuracion local

Data de direcion MAC, IP's, etc: función net_if_addrs()

data_equipo = psutil.net_if_addrs()   

canales

Estado de conexiones, velocidades de transmisión, tipos de transmisión, etc: función net_if_stats()

data_canales = psutil.net_if_stats()  

estadísticas (por canal)

Información de conexiones de socket local y remoto: IP's, puertos, tipo de socket, etc.

lista_conexiones = psutil.net_if_stats()  

Sensores y ventiladores

Temperaturas

# temperaturas del sistema en grados Celsius salvo indicacion contraria
data_temperatura = psutil.sensors_temperatures(fahrenheit=False)  

Ventiladores

# velocidad de ventiladores en RPM
data_ventiladores = psutil.sensors_fans()    # '{}' si no hay información

Batería

data_bateria = psutil.sensors_battery() # 'None' si no se detecta

Procesos específicos

La data de proceso se gestiona con la clase Process:

proceso  = psutil.Process()     # proceso actual
proceso  = psutil.Process(pid)  # PID especificado

Esta clase asigna una serie de métodos para obtener la inforncion relevante del proceso: uso de memoria, procesamiento de CPU, conexiones IP, etc.

Estadisticas de memoria

El método memory_info() da información sobre el consumo de memoria del proceso actua:

info_memoria = proceso.memory_info()

Campos más comunes:

Campos más habituales

campo	información
rss	uso de RAM en bytes
vms	uso de SWAP en bytes

Ejemplo de uso: uso de memoria por el proceso actual

proceso  = psutil.Process() 
info_memoria = proceso.memory_info()
info_memoria.rss    # uso de RAM en bytes
info_memoria.vms    # uso de SWAP en bytes

Estos campos son comunes para todos los sistemas operativos implementados. Los otros campos de información tienen nombres y disponibilidad que dependen del sistema operativo anfitrión.

Ver más información sobre memory_info(): sitio oficial

Estadisticas del procesamiento

Estado del proceso, núcleo ejecutante y núcleos habilitados para ejecutar:

proceso.status()        # estado actual
proceso.cpu_num()       # Nº procesador ejecutando el proceso
proceso.cpu_affinity()  # Nº procesadores habilitados para ejecutar este proceso

Prioridad del proceso

La prioridad de los procesos son números que el sistema operativo tiene en cuenta a la hora de repartir el tiempo de ejecución de los núcleos del CPU entre los procesos activos.

La prioridad del proceso actual es accesible y modificable con el método nice():

numero_prioridad = proceso.nice()    # lectura
proceso.nice(numero_prioridad)       # escritura

En UNIX el valor va típicamente desde -20 (prioridad máxima) a 20(prioridad mínima).

cpu_percent()

Permite calcular el porcentaje de uso de todos los CPUs por el programa actual (puede superar el 100%):

# porcentaje de exigencia del CPU
porcentaje_total = proceso.cpu_percent(interval=None, percpu=False)  #  (desde ultimo llamado)

Parámetros - interval: tiempo de referencia - percpu: resultado en lista de porcentajes , uno por core (V6 en adelante)

Si no se indica un valor numérico para interval se toma de referencia la anterior llamada del método o en su defecto la importación del módulo. Es conveniente que entre ambas llamadas hayan pasado al menos 0.1 segundos para mejor precisión.

Ejemplo uso: demanda de CPU de una rutina completa

Porcentaje CPU del proceso

#punto de referencia
proceso.cpu_percent()  # retorna '0.0'-> IGNORAR
#procesamiento
Rutina()
# medicion
porcentaje = proceso.cpu_percent()   

cpu_times()

Calcula los tiempos acumulados de procesamiento que demandó el proceso desde su inicio hasta el presente.

data_tiempos = proceso.cpu_times()     # informacion de tiempo de procesamiento en segundos

Campos más habituales:

Campos más habituales

campo	valor
user	tiempo usado en modo usuario (segundos)
system	tiempo usado en modo kernel (segundos)

Más informacion sobre cpu_times(): sitio oficial

Arbol de procesos

# Identificador (ID)
pid  = proceso.pid             # ID del proceso 
ppid = proceso.ppid()          # ID del proceso padre 

# data 
data_padre   = proceso.parent()     # proceso padre
lista_padres = proceso.parents()    # lista de procesos "padres"/"abuelos"/etc
lista_hijos  = proceso.children(recursive=False)  # lista de procesos hijos

Hilos (threads)

# hilos
data_hilos = proceso.threads()       # informacion de los hilos 'namedtuple'
nro_hilos  = proceso.num_threads()   # numero hilos

Ruta de programa

ruta_programa   = proceso.cwd()           # directorio del programa

Archivos

Da informacion de los archivos afectados por el proceso:

# archivos abiertos
lista_archivos = proceso.open_files()    

Campos habituales

campo	valor
path	ruta de archivo
fd	nº descriptor (-1 en Windows)

Más sobre open_files()

Variables de entorno

# diccionario con variables de entorno
lista_archivos = proceso.environ()    

Usuario y Grupo

nombre_usuario = proceso.username()     # usuario actual
data_usuario = proceso.uids()           # informacion de usuario 
data_usuario = proceso.gids()           # informacion de grupo

Conexiones IP

Da información de los sockets ("zócalos" de conexión) creados por el proceso para las conexiones:

# información de sockets usados - lista de 'namedtuple'
lista_sockets = proceso.net_connections()       # V > 0.6.0
lista_sockets = proceso.connections()           # V < 0.6.0

El resultado es una lista de estadisticas de cada socket. Cada una incluye:

Campos disponibles

campo	información
fd	descriptor del socket
ladr	rutas IP del sistema
radr	ruta IP del destinatario
family	versión de rutas IP ("familia"): IPv4, IPv6, etc
type	tipo de dirección: TCP / UDP / etc
status	estado de la conexión

Más información sobre net_connections(): sitio oficial

Manejo de señales

Métodos disponibles

método	señal equivalente	uso
send_signal( nro_signal)	{SIG}	le envía una señal al proceso
suspend()	SIGSTOP	suspende el proceso (lo deja en espera)
resume()	SIGCONT	reanuda el proceso
wait(timeout=None)	---	espera al cierre, tiempo de expiración en segundos
terminate()	SIGTERM	termina el proceso
kill()	SIGKILL	mata el proceso

Ejemplo: ordenar el cierre de un proceso y esperar a su cumplimiento

Cerrar por PID

proceso = psutil.Process(nro_pid)
proceso.terminate()
proceso.wait()          # espera indefinidamente de ser necesario

Referencias

Readthedocs - Documentacion oficial

Codigos Python - Monitoreo del sistema con Psutil en python