S-TUI – 终端CPU监控与压力测试工具

S-TUI (Stress-Terminal UI) 是一款基于 Python 的开源终端用户界面 (TUI) 工具，专为 Linux 系统设计，用于实时监控 CPU 的各项关键指标，并无缝集成压力测试功能。它旨在为用户提供一个轻量、直观且功能强大的命令行界面，以诊断硬件性能瓶颈、验证散热方案和进行系统调优。

引言

在 Linux 系统管理和硬件调试中，我们常常需要在没有图形界面的环境下，快速了解 CPU 的运行状态。传统的 top 或 htop 工具虽然能显示进程占用，但在实时频率、温度和功耗趋势的展示上有所欠缺。S-TUI 正是为了填补这一空白而生，它以直观的 ASCII 图表形式，将这些关键数据呈现在终端中，并创新性地集成了压力测试功能，让用户能够在同一界面下“施压”并观察硬件的即时反应。无论是远程服务器管理、嵌入式设备调试，还是硬件发烧友的超频测试，S-TUI 都是一款不可多得的利器。

主要特性

S-TUI 的设计哲学是“简单且可发现”，其核心功能围绕 CPU 监控和压力测试展开，提供了一系列独特且实用的特性：

• 直观的实时可视化： S-TUI 最大的亮点在于其在终端内实现的 ASCII 图表。它能够清晰地展示 CPU 频率、利用率、温度和功耗随时间变化的趋势，帮助用户直观地观察到如“热节流 (Thermal Throttling)”等现象，远比纯数字跳动更具分析价值。
• 无缝集成的压力测试： 这是 S-TUI 区别于普通监控工具的核心功能。它集成了 stress 或 stress-ng 工具，用户无需切换终端窗口，即可在 S-TUI 界面中一键启动压力测试，并实时观察 CPU 在高负载下的频率下降、温度飙升或功耗变化，极大地简化了性能测试流程。
• 轻量级且适用于远程环境： 作为一款 TUI 工具，S-TUI 对系统资源占用极低（通常 CPU 占用率低于 1%，内存占用约 15-30MB）。这使得它非常适合通过 SSH 远程管理服务器、树莓派 (Raspberry Pi) 等无头系统，无需安装笨重的图形界面。
• 深度 CPU 性能洞察： S-TUI 不仅显示 CPU 利用率，还能实时展示每个核心的运行频率、整体封装温度以及精确的 CPU 功耗（瓦特 W，依赖于 Intel RAPL 或 AMD 能源驱动）。这对于判断 CPU 是否达到功耗限制 (Power Limit Throttling) 或散热瓶颈至关重要。
• 数据导出与自动化： S-TUI 支持将实时监控数据导出为 CSV 格式 (s-tui --csv > log.csv)。这一功能对于高级用户进行长时间的稳定性测试记录、后续数据分析或生成专业报告非常有用，可以轻松与 gnuplot 等工具结合。

安装与快速入门

S-TUI 的安装非常简便，支持多种方式：

1. 通过 pip 安装 (推荐获取最新版本)：

pip install s-tui --user

安装后，请确保 ~/.local/bin 目录已添加到您的 PATH 环境变量中。

2. 通过发行版包管理器安装：
* Ubuntu/Debian:
bash
sudo apt install s-tui
（注意：系统仓库版本可能不是最新，推荐 pip 安装）
* Arch Linux:
bash
sudo pacman -S s-tui
（Arch 用户也可考虑 AUR 中的 s-tui-git 获取最新开发版）
* Fedora/RHEL:
bash
sudo dnf install s-tui

3. 运行 S-TUI：
在终端中输入以下命令即可启动：

s-tui

快速入门提示：
* 启用压力测试： S-TUI 依赖于 stress 或 stress-ng。请确保您的系统已安装其中之一（例如：sudo apt install stress-ng）。
* 权限问题： 为了读取某些硬件传感器（如 CPU 功耗），S-TUI 可能需要以 root 权限运行：sudo s-tui。
* 传感器检测： 如果温度或功耗无法显示，请尝试运行 sudo sensors-detect 并安装 lm-sensors。

典型应用场景

S-TUI 在多种场景下都展现出其独特的价值：

• 硬件性能调优与散热测试：
  • 超频稳定性验证： 在调整 CPU 超频设置后，通过 S-TUI 观察 CPU 在满载下的频率是否稳定、温度是否过高，以及是否存在热节流现象。
  • 散热器性能评估： 更换散热器或重新涂抹导热膏后，使用 S-TUI 进行压力测试，对比前后温度曲线，量化散热改进效果。
  • 降压 (Undervolting) 效果验证： 观察降压后 CPU 功耗和温度的变化，同时确保性能不受影响。
• 游戏性能瓶颈排查：
  • Linux 玩家在游戏出现卡顿 (stuttering) 时，可利用 S-TUI 实时监控 CPU 状态。如果卡顿伴随频率骤降，则可能指示 CPU 达到功耗限制或过热保护。
  • 在 Steam Deck 等掌机上，用于监控不同 TDP 设置下的功耗分配，以平衡性能与续航。
• 远程服务器与无头系统监控：
  • 系统管理员通过 SSH 连接到远程服务器，使用 S-TUI 快速诊断 CPU 负载、温度异常，排查后台任务或僵尸进程导致的硬件过热。
  • 在树莓派等嵌入式设备上，它是测试各种散热方案（如被动散热壳）性能的必备工具。
• 硬件故障诊断：
  • 辅助判断电源供应器 (PSU) 的稳定性，通过强制 CPU 进入高功耗状态，观察系统是否出现异常重启。
  • 优化风扇曲线，观察风扇转速与温度下降的滞后效应，以实现静音与散热的平衡。
• 自动化与数据分析：
  • 结合 --csv 参数进行长时间的服务器稳定性测试，将数据导入 Excel 或 Grafana 进行趋势分析。
  • 通过 -t (Terminal-only) 模式获取单次快照，集成到自动化运维脚本中。

与类似工具对比

S-TUI 在 Linux 监控工具生态系统中拥有其独特的生态位：

• S-TUI vs. htop / btop：
  • htop / btop： 侧重于进程管理、内存占用、磁盘 I/O 等全面的系统资源概览，尤其擅长查找和管理进程。btop 提供了更现代、美观的 TUI 界面。
  • S-TUI： 专注于 CPU 硬件健康，提供实时频率、温度、功耗的趋势图，并原生集成压力测试。它不提供进程级信息，但在观察“功耗-温度-频率”三者联动曲线方面，S-TUI 的折线图更具分析价值。
• S-TUI vs. Glances：
  • Glances： 提供极其全面的系统监控，包括 CPU、内存、磁盘、网络、传感器、容器等，并支持 Web UI 和 API 导出。
  • S-TUI： 在 CPU 频率、功耗监控的深度和实时刷新率上更具优势，尤其适合观察热节流触发点。Glances 虽然提供传感器数据，但其展示方式不如 S-TUI 针对 CPU 核心特性那样集中和直观。
• S-TUI vs. nmon：
  • nmon： 以强大的数据记录和 .nmon 文件导出著称，适用于长时间（如 24 小时）的数据采集，用于后续生成性能报告图表。
  • S-TUI： 实时交互性更强，更适合即时诊断和压力测试的联动，尤其是在需要快速验证硬件状态时。

总结： 如果说 htop 是系统管理员的“瑞士军刀”，那么 S-TUI 就是硬件发烧友和性能工程师的“示波器”。它不以管理进程见长，却在捕捉 CPU 功耗波动、热节流触发点以及验证散热方案有效性方面，拥有其他通用监控工具难以企及的专注度。

个性化与扩展性

S-TUI 提供了多种方式来满足用户的个性化需求和扩展功能：

• 配置文件深度定制： S-TUI 的设置保存在 ~/.config/s-tui/s-tui.conf 文件中。用户可以手动编辑此文件来调整刷新频率（甚至低于 UI 提供的选项）、自定义图形颜色、切换温度单位（摄氏度/华氏度）等。
• 外部脚本集成： 这是 S-TUI 扩展性最强的体现。用户可以编写任何输出单个数值的脚本（如 Bash、Python），并通过参数将其集成到 S-TUI 中，从而监控 GPU 温度、风扇转速、硬盘温度等非 CPU 数据，并将其绘制在实时图表中。
• 终端颜色与 UI 模式： S-TUI 继承终端模拟器的颜色调色板，用户通过更改终端主题即可改变其外观。此外，它还提供“紧凑模式”，可以隐藏侧边栏或特定图表，以适应小尺寸终端窗口或减少 SSH 带宽占用。

常见问题与故障排除

在使用 S-TUI 过程中，用户可能会遇到一些常见问题：

• 压力测试功能不可用： S-TUI 依赖于 stress 或 stress-ng。请确保您的系统已安装其中之一。
• 频率、功耗或温度显示为 0 或不准确：
  • 权限问题： 访问某些硬件传感器（如 Intel RAPL）需要 root 权限。尝试使用 sudo s-tui 运行。
  • 内核模块缺失： 确保 msr 内核模块已加载（sudo modprobe msr）。
  • 传感器驱动： 运行 sudo sensors-detect 并安装 lm-sensors，然后重启相关内核模块（如 k10temp 或 coretemp）。
• 在 WSL/虚拟机中无法显示硬件数据： 虚拟化环境通常无法直接访问物理硬件传感器，因此 S-TUI 在 WSL 或虚拟机中可能无法正常工作。
• GPU 监控需求： S-TUI 专注于 CPU。如需监控 GPU，建议配合使用 nvtop (NVIDIA) 或 radeontop (AMD) 等专用工具。
• 终端显示问题： 在小尺寸终端窗口下，图表可能会显得拥挤。尝试最大化终端窗口或调整字体大小。

技术实现与性能考量

S-TUI 的技术实现基于 Python 语言和 urwid 库，后者是一个用于创建 TUI 应用程序的强大框架。

• 数据采集机制： S-TUI 主要依赖 psutil 库来获取系统指标。psutil 通过读取 Linux 系统的 /proc 和 /sys 虚拟文件系统来提取数据。
  • 温度： 主要通过解析 /sys/class/thermal/ 路径下的热区数据。
  • 功耗： 在 Intel 平台上，利用 RAPL (Running Average Power Limit) 接口，读取 /sys/class/powercap/intel-rapl 中的能量计数器。这通常需要 root 权限。
  • 频率与负载： 直接解析 /proc/cpuinfo 和 /proc/stat 来实时计算每个核心的频率和利用率。
• 资源开销： S-TUI 自身设计轻量，在默认刷新频率下，其 CPU 占用率通常低于 1%，内存占用约 15-30MB。它避免了图形服务器的开销，使其在资源受限的环境中表现出色。
• 数据准确性： S-TUI 的准确性受限于其采样间隔。它呈现的是采样周期内的平均值或瞬时快照，对于极短时间内的瞬时波动可能无法完全捕捉。RAPL 报告的功耗数据对于 CPU Package 而言非常准确，但通常不包括整机功耗。

总结

S-TUI 是一款在 Linux 命令行界面下进行 CPU 监控和压力测试的卓越工具。它以其直观的 ASCII 图表、无缝集成的压力测试功能、轻量化的特性以及对 CPU 核心指标的深度洞察，赢得了系统管理员、硬件发烧友和性能工程师的青睐。它填补了传统命令行工具和复杂图形界面工具之间的空白，成为诊断硬件健康、优化系统性能和远程管理服务器的理想选择。

我们强烈推荐您尝试 S-TUI，体验它带来的便捷与高效。

项目地址： https://github.com/amanusk/s-tui