s-tui 终端 CPU 压力测试与监控工具技术分析
一、概述
1. 工具简介
s-tui（Stress Terminal UI）是一个基于终端的 CPU 压力测试和监控工具，采用 TUI（Terminal User Interface）界面，提供图形化的 CPU 性能监控功能。
2. 核心功能
- CPU 温度、频率、功耗和利用率监控
- 可视化展示温控降频导致的性能下降
- 无需 X 服务器即可运行
- 内置多种 CPU 压力测试选项（stress、stress-ng、FIRESTARTER）
3. 技术特点
- 跨平台支持（Linux、各类发行版、树莓派）
- 纯终端界面，资源占用低
- 支持多种压力测试工具集成
- 可配置阈值告警和自动化脚本
二、技术架构
1. 核心组件
graph TB
A[s-tui 主程序] --> B[urwid TUI 框架]
A --> C[psutil 系统监控]
A --> D[压力测试模块]
D --> E[stress]
D --> F[stress-ng]
D --> G[FIRESTARTER]
C --> H[CPU 温度]
C --> I[CPU 频率]
C --> J[CPU 功耗]
C --> K[CPU 利用率]
B --> L[图形界面]
B --> M[侧边栏控制]
B --> N[实时数据展示]
2. 技术栈分析
| 组件 | 技术选型 | 作用 |
|---|---|---|
| 界面框架 | urwid | 提供终端 UI 绘图能力 |
| 系统监控 | psutil | 跨平台系统信息获取 |
| 压力测试 | stress/stress-ng/FIRESTARTER | CPU 负载生成 |
| 配置管理 | INI 文件 | 用户配置持久化 |
| 图表绘制 | ASCII/UTF-8 字符 | 终端图形渲染 |
A. urwid 框架
urwid 是一个 Python 终端 UI 库，特点如下：
- 支持 ASCII 和 UTF-8 字符集
- 提供丰富的 UI 组件（按钮、列表、文本框）
- 事件驱动架构
- 仅支持 UNIX-like 系统
B. psutil 库
psutil 提供跨平台的系统和进程信息获取：
- CPU 信息：频率、利用率、温度
- 内存信息：物理内存、交换内存
- 传感器信息：温度、风扇转速
- 硬件兼容性取决于底层系统支持
3. 数据流程
sequenceDiagram
participant U as 用户
participant T as TUI 界面
participant M as 监控模块
participant S as 压力测试
participant H as 硬件
U->>T: 启动 s-tui
T->>M: 获取 CPU 状态
M->>H: 读取传感器数据
H-->>M: 返回温度/频率/功耗
M-->>T: 更新显示数据
T-->>U: 绘制图形界面
U->>T: 选择压力测试模式
T->>S: 启动 stress 进程
S->>H: 生成 CPU 负载
H-->>M: 传感器数值上升
M-->>T: 实时更新图表
T-->>U: 显示温度变化曲线
三、核心功能详解
1. 监控功能
A. CPU 温度监控
- 数据来源：/sys/class/thermal 下的温度传感器
- 显示方式：实时曲线图 + 数值显示
- 阈值告警：默认 80°C，可自定义
B. CPU 频率监控
- 显示当前频率
- 支持多核 CPU 频率分别监控
- 可检测降频事件
C. CPU 功耗监控
支持硬件：
- Intel Core 二代及以上（Sandy Bridge）
- AMD Family 17h 系列（通过 amd_energy 驱动）
- 数据单位：瓦特（W）
D. CPU 利用率监控
- 总体 CPU 使用率
- 单核使用率
- 更新频率：约 1 秒
2. 压力测试功能
A. stress 工具
传统的 CPU 压力测试工具：
# 安装
sudo apt-get install stress
# 常用参数
--cpu N # 启动 N 个子进程对 CPU 施压
--timeout N # 超时时间（秒）
--vm N # 启动 N 个进程进行内存压力测试B. stress-ng 工具
stress 的增强版，提供更多测试场景：
- 支持 300+ 种压力测试方法
- 更精细的测试控制
- 更详细的统计信息
C. FIRESTARTER 工具
极端 CPU 压力测试工具：
- 通过子模块集成
- 需要编译安装
- 不支持所有系统
3. 配置与扩展
A. 配置文件保存
位置：~/.config/s-tui/s-tui.conf
保存内容：
- 图表显示选项
- 压力测试模式
- 温度阈值设置
B. 阈值脚本（Hooks）
位置：~/.config/s-tui/hooks.d/tempsource.sh
触发条件：CPU 温度超过阈值
执行频率：每 30 秒一次（持续超温时）
示例脚本：
#!/bin/bash
# 温度超限告警脚本
echo "CPU 温度告警: $(date)" >> /var/log/cpu_temp_alert.log
# 可以添加邮件通知、系统广播等四、安装与部署
1. 安装方法
A. pip 安装（推荐）
# 用户安装
pip install s-tui --user
# 系统安装
sudo pip install s-tuiB. 发行版包管理器
| 发行版 | 安装命令 |
|---|---|
| Ubuntu 18.10+ | sudo apt install s-tui |
| Debian 10+ | sudo apt install s-tui |
| Arch/Manjaro | sudo pacman -S s-tui |
| Fedora | sudo dnf install s-tui |
| OpenSUSE | sudo zypper install s-tui |
C. 从源码安装
git clone https://github.com/amanusk/s-tui.git
cd s-tui
pip install urwid psutil
python -m s_tui.s_tui2. 依赖关系
A. 必需依赖
- Python 3.x
- urwid：终端 UI 框架
- psutil：系统信息获取
B. 可选依赖
- stress：基础压力测试
- stress-ng：增强压力测试
- FIRESTARTER：极端压力测试
五、使用指南
1. 基本使用
A. 启动程序
s-tuiB. 界面操作
- 方向键/hjkl：导航侧边栏
- Modes：切换压力测试模式
- Graphs：选择显示的图表
- Summaries：选择统计信息
- Reset：重置图表和统计
- UTF-8：切换 UTF-8 绘图模式
- Save Settings：保存当前配置
- q：退出程序
2. 命令行参数
# 调试模式
s-tui -d
# 调试运行 5 秒后退出
s-tui -dr
# 保存数据到 CSV
s-tui -c
# 自定义 CSV 文件
s-tui --csv-file custom.csv
# 单行显示模式
s-tui -t
# JSON 输出
s-tui -j
# 禁用鼠标（TTY 环境）
s-tui -nm
# 设置温度阈值
s-tui --t_thresh 85
# 显示版本
s-tui -v3. 使用场景
A. 散热性能测试
- 启动 s-tui
- 开启压力测试模式
- 观察温度曲线和频率变化
- 检查是否出现降频
B. 稳定性测试
长时间运行压力测试：
# 配合 timeout 命令
timeout 3600 s-tui -cC. 性能监控对比
- 不同散热方案对比
- 不同 BIOS 设置对比
- 超频前后对比
六、技术优势与局限
1. 技术优势
A. 轻量级
- 无需图形界面
- 资源占用低
- 可在服务器环境运行
B. 跨平台
- 支持多种 Linux 发行版
- 支持 ARM 架构（树莓派）
- 依赖库广泛可用
C. 可扩展
- 支持自定义阈值脚本
- 模块化压力测试工具
- 配置文件持久化
2. 技术局限
A. 硬件依赖
- 传感器数据依赖硬件支持
- 功耗监控仅支持特定 CPU
- 部分功能需要特定驱动
B. 系统兼容性
- 仅支持 UNIX-like 系统
- TTY 环境需要禁用鼠标
- 终端字体影响显示效果
C. 功能局限
- 不支持进程监控（与 htop 定位不同）
- 压力测试模式相对简单
- 无远程监控功能
七、与同类工具对比
1. 与 htop 对比
| 特性 | s-tui | htop |
|---|---|---|
| 定位 | CPU 监控 + 压力测试 | 进程监控 |
| 图形化 | 温度/频率曲线 | 进程列表 |
| 压力测试 | 内置 | 无 |
| 温度监控 | 是 | 否（需补丁） |
| 降频检测 | 是 | 否 |
2. 与 stress-tool 对比
| 特性 | s-tui | stress-tool |
|---|---|---|
| 可视化 | 是 | 否 |
| 实时监控 | 是 | 否 |
| 压力测试 | 集成 | 专注 |
| 易用性 | 友好 | 命令行 |
八、最佳实践
1. 散热测试流程
- 确认环境温度和通风条件
- 启动 s-tui 并记录初始温度
- 开启压力测试模式
- 观察温度上升曲线
- 记录稳定温度和是否降频
- 测试持续 10-30 分钟
- 保存数据用于分析
2. 故障诊断
通过 s-tui 可以诊断：
- 散热系统性能不足
- 温控策略过于激进
- 硅脂老化导致散热不良
- 风扇转速异常
3. 性能调优
根据监控数据调整：
- BIOS 电源管理设置
- CPU 频率限制策略
- 散热风扇曲线
- 系统电源配置
九、发展趋势
1. 当前状态
- GitHub 星标：4.9k
- 最新版本：v1.3.0（2026-01-12）
- 活跃维护：20 位贡献者
- 使用项目：173 个
2. 技术演进方向
- 更多硬件传感器支持
- 改进的图形渲染
- 远程监控功能
- Web 界面支持
3. 社区生态
- 多个发行版官方收录
- 丰富的第三方集成
- 活跃的问题反馈和功能讨论
十、总结
s-tui 是一个设计精良的终端 CPU 监控和压力测试工具，通过 urwid 实现优雅的 TUI 界面，结合 psutil 实现跨平台的硬件监控。其核心价值在于将复杂的 CPU 监控数据以直观的图形方式呈现，并内置压力测试功能，为系统管理员和硬件爱好者提供了一站式的 CPU 性能测试解决方案。
工具的轻量级特性使其特别适合服务器环境和无头系统，而丰富的配置选项和扩展能力则满足了不同场景的使用需求。尽管存在硬件兼容性和系统限制，但 s-tui 仍然是 Linux 平台上 CPU 监控和压力测试领域的优秀工具。