aiops/agent/collector/cpu.go

//go:build !windows

// Package collector 提供服务器各项系统指标的采集能力。
// 本文件实现 CPU 使用率与负载采集，主要通过解析 Linux /proc/stat 与 /proc/loadavg 实现。
//
// 署名 Logan.Li
package collector

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"os"
	"runtime"
	"strconv"
	"strings"
	"sync"

	"ezops/agent/model"
)

// cpuSample 保存某一时刻 CPU 的累计 jiffies，用于两次采样计算差值
type cpuSample struct {
	total  uint64 // 自系统启动以来 CPU 所有状态的累计 jiffies
	idle   uint64 // idle + iowait 的累计 jiffies
	iowait uint64 // iowait 单独累计 jiffies（用于计算 iowait 占比）
}

// CPUCollector CPU 指标采集器。
// 通过在两次采集之间保存上一次的采样数据来计算真实使用率。
type CPUCollector struct {
	mu   sync.Mutex
	prev *cpuSample
}

// NewCPUCollector 创建 CPU 采集器实例
func NewCPUCollector() *CPUCollector {
	return &CPUCollector{}
}

// Collect 采集当前 CPU 指标。
// 注意：首次调用因缺少上次采样数据，返回的使用率为 0；后续调用返回两次采集之间的平均使用率。
func (c *CPUCollector) Collect() (model.CPUStat, error) {
	stat := model.CPUStat{CoreCount: runtime.NumCPU()}

	c.mu.Lock()
	defer c.mu.Unlock()

	cur, err := readCPUSample()
	if err != nil {
		return stat, fmt.Errorf("读取 CPU 采样失败: %w", err)
	}

	if c.prev != nil {
		totalDelta := cur.total - c.prev.total
		idleDelta := cur.idle - c.prev.idle
		iowaitDelta := cur.iowait - c.prev.iowait
		if totalDelta > 0 {
			// 使用率 = (总增量 - 空闲增量) / 总增量 * 100
			stat.UsagePercent = float64(totalDelta-idleDelta) / float64(totalDelta) * 100.0
			if stat.UsagePercent < 0 {
				stat.UsagePercent = 0
			}
			// iowait = iowait增量 / 总增量 * 100
			stat.IOWait = float64(iowaitDelta) / float64(totalDelta) * 100.0
			if stat.IOWait < 0 {
				stat.IOWait = 0
			}
		}
	}
	c.prev = &cur

	// 负载平均值采集失败不影响 CPU 使用率上报
	if l1, l5, l15, err := readLoadAvg(); err == nil {
		stat.Load1, stat.Load5, stat.Load15 = l1, l5, l15
	}

	return stat, nil
}

// readCPUSample 读取 /proc/stat 第一行（聚合所有 CPU）并计算 total 与 idle
func readCPUSample() (cpuSample, error) {
	var sample cpuSample

	f, err := os.Open("/proc/stat")
	if err != nil {
		return sample, err
	}
	defer f.Close()

	scanner := bufio.NewScanner(f)
	for scanner.Scan() {
		line := scanner.Text()
		if !strings.HasPrefix(line, "cpu ") {
			continue
		}
		// 形如: cpu  user nice system idle iowait irq softirq steal guest guest_nice
		fields := strings.Fields(line)
		if len(fields) < 5 {
			return sample, fmt.Errorf("/proc/stat 数据格式异常")
		}
		// fields[0] == "cpu"，之后依次为各类 jiffies
		for i, v := range fields[1:] {
			x, perr := strconv.ParseUint(v, 10, 64)
			if perr != nil {
				continue
			}
			sample.total += x
			// idle(索引3) 与 iowait(索引4) 计入空闲
			if i == 3 || i == 4 {
				sample.idle += x
			}
			// iowait(索引4) 单独记录
			if i == 4 {
				sample.iowait += x
			}
		}
		return sample, nil
	}
	if err := scanner.Err(); err != nil {
		return sample, err
	}
	return sample, fmt.Errorf("/proc/stat 中未找到聚合 CPU 行")
}

// readLoadAvg 读取 /proc/loadavg，返回 1/5/15 分钟平均负载
func readLoadAvg() (load1, load5, load15 float64, err error) {
	f, err := os.Open("/proc/loadavg")
	if err != nil {
		return 0, 0, 0, err
	}
	defer f.Close()

	_, err = fmt.Fscanf(f, "%f %f %f", &load1, &load5, &load15)
	return load1, load5, load15, err
}