中級者向け No.094

プロセス管理ツール

psutilで実行中プロセス一覧を表示しCPU・メモリ使用率でソート・強制終了できるタスクマネージャー。

🎯 難易度: ★★★ 📦 ライブラリ: tkinter(標準ライブラリ), psutil ⏱️ 制作時間: 30〜90分

1. アプリ概要

psutilで実行中プロセス一覧を表示しCPU・メモリ使用率でソート・強制終了できるタスクマネージャー。

このアプリはutilカテゴリの実践的なPythonアプリです。使用ライブラリは tkinter(標準ライブラリ)・psutil、難易度は ★★★ です。

このアプリは「ユーティリティ」カテゴリです。小回りの効くユーティリティは Python の真骨頂で、汎用的なユーザー操作を組み合わせる発想が他のアプリにもそのまま流用できます。tkinter(標準ライブラリ)・psutil を活かして実装するこの構造は、他のアプリにも応用が効きます。

完成形を見てから細部の解説に進む流れが効果的です。実行→気になる箇所を解説で確認→自分の手で改造、というサイクルで定着が早まります。

カスタマイズ章では具体的な拡張アイデアを示しています。一つ実装するごとに動作確認することで、変更が予期せぬ副作用を起こさないかも体感できます。

プロセス管理ツール 実行画面(Windows)
実行画面(Windows)
プロセス管理ツール 実行画面(Linux Mint)
実行画面(Linux Mint)

2. 機能一覧

  • 「🔃 更新」ボタン(_refresh())・「🛑 強制終了」ボタン(_kill())・「⏸ 一時停止」ボタン(_suspend())・「▶ 再開」ボタン(_resume())で操作
  • イベント <<TreeviewSelect>> から _on_select() を実行
  • ttk.Treeview による表形式の一覧表示
  • messagebox.askyesno()messagebox.showerror()messagebox.showinfo() によるダイアログ通知
  • ウィンドウはタイトル「プロセス管理ツール」・サイズ 1000x600 で起動

3. 事前準備・環境

ℹ️
動作確認環境

Python 3.10 以上 / Windows 11(実機)で起動・基本操作を確認 / Linux Mint 22.3(仮想マシン)で起動・画面表示を確認(macOS は未検証)

Windows 11(実機)で起動と基本操作を確認しています(全機能の網羅テストではありません)。Linux Mint 22.3(仮想マシン)では起動と画面表示を確認しました。macOS は必要なライブラリ(pip install)を入れれば動作する想定ですが、未検証です。

  • Python 3.10 以上
  • OS: Windows 11(実機で起動・基本操作を確認)・Linux Mint 22.3(仮想マシンで起動・画面表示を確認)

「強制終了」「一時停止」は選んだプロセスを本当に止めます。ほかのアプリや Windows 自身のプロセスを止めると、保存していない作業が消えたり画面が固まったりします。とくに「一時停止」と「再開」は確認なしで即実行されます(強制終了だけ確認が出ます)。試すときは自分で起動したメモ帳のような、止まって困らないプロセスだけにしてください(詳しくは9章)。

インストールが必要なライブラリ

pip install psutil

4. 完全なソースコード

💡
コードのコピー方法

右上の「コピー」ボタンをクリックするとコードをクリップボードにコピーできます。

📦 必要なライブラリをインストール(初回のみ)
pip install psutil
app094.py
import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox
import threading
import os
import signal

try:
    import psutil
    PSUTIL_AVAILABLE = True
except ImportError:
    PSUTIL_AVAILABLE = False


class App094:
    """プロセス管理ツール"""

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("プロセス管理ツール")
        self.root.geometry("1000x600")
        self.root.configure(bg="#0d1117")
        self._auto_refresh = True
        self._refresh_interval = 3000  # ms
        self._build_ui()
        if PSUTIL_AVAILABLE:
            self._refresh()
        self.root.protocol("WM_DELETE_WINDOW", self._on_close)

    def _build_ui(self):
        header = tk.Frame(self.root, bg="#161b22", pady=6)
        header.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(header, text="⚙ プロセス管理ツール",
                 font=("Noto Sans JP", 12, "bold"),
                 bg="#161b22", fg="#4fc3f7").pack(side=tk.LEFT, padx=12)

        if not PSUTIL_AVAILABLE:
            tk.Label(self.root,
                     text="⚠ psutil が未インストールです (pip install psutil)",
                     bg="#fff3cd", fg="#856404", font=("Arial", 9),
                     anchor="w", padx=8).pack(fill=tk.X)

        # コントロール
        ctrl = tk.Frame(self.root, bg="#161b22", pady=4)
        ctrl.pack(fill=tk.X)
        ttk.Button(ctrl, text="🔃 更新",
                   command=self._refresh).pack(side=tk.LEFT, padx=4)

        self.auto_var = tk.BooleanVar(value=True)
        tk.Checkbutton(ctrl, text="自動更新", variable=self.auto_var,
                       bg="#161b22", fg="#ccc", selectcolor="#0d1117",
                       activebackground="#161b22",
                       command=self._toggle_auto).pack(side=tk.LEFT, padx=4)

        tk.Label(ctrl, text="間隔(秒):", bg="#161b22", fg="#8b949e",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT, padx=(8, 2))
        self.interval_var = tk.IntVar(value=3)
        ttk.Spinbox(ctrl, from_=1, to=60, textvariable=self.interval_var,
                    width=4).pack(side=tk.LEFT)

        tk.Label(ctrl, text="検索:", bg="#161b22", fg="#8b949e",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT, padx=(12, 2))
        self.search_var = tk.StringVar()
        ttk.Entry(ctrl, textvariable=self.search_var,
                  width=16).pack(side=tk.LEFT)
        self.search_var.trace_add("write", lambda *_: self._apply_filter())

        tk.Label(ctrl, text="ソート:", bg="#161b22", fg="#8b949e",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT, padx=(8, 2))
        self.sort_var = tk.StringVar(value="CPU%")
        ttk.Combobox(ctrl, textvariable=self.sort_var,
                     values=["PID", "名前", "CPU%", "メモリ%", "ステータス"],
                     state="readonly", width=10).pack(side=tk.LEFT)
        self.sort_var.trace_add("write", lambda *_: self._apply_filter())

        # 操作ボタン
        tk.Button(ctrl, text="🛑 強制終了", command=self._kill,
                  bg="#c62828", fg="white", relief=tk.FLAT,
                  font=("Arial", 10), padx=12, pady=3,
                  activebackground="#b71c1c", bd=0).pack(side=tk.RIGHT, padx=4)
        tk.Button(ctrl, text="⏸ 一時停止", command=self._suspend,
                  bg="#f57c00", fg="white", relief=tk.FLAT,
                  font=("Arial", 10), padx=12, pady=3,
                  activebackground="#e65100", bd=0).pack(side=tk.RIGHT, padx=2)
        tk.Button(ctrl, text="▶ 再開", command=self._resume,
                  bg="#2e7d32", fg="white", relief=tk.FLAT,
                  font=("Arial", 10), padx=12, pady=3,
                  activebackground="#1b5e20", bd=0).pack(side=tk.RIGHT, padx=2)

        # プロセスリスト
        cols = ("pid", "name", "status", "cpu", "memory", "threads", "user")
        self.tree = ttk.Treeview(self.root, columns=cols, show="headings",
                                  selectmode="browse")
        headers = [
            ("pid",     "PID",       70, "center"),
            ("name",    "プロセス名", 200, "w"),
            ("status",  "ステータス", 80, "center"),
            ("cpu",     "CPU%",       70, "center"),
            ("memory",  "メモリ%",    70, "center"),
            ("threads", "スレッド",   70, "center"),
            ("user",    "ユーザー",  120, "w"),
        ]
        for col, text, width, anchor in headers:
            self.tree.heading(col, text=text,
                               command=lambda c=col: self._sort_by(c))
            self.tree.column(col, width=width, anchor=anchor)
        tsb = ttk.Scrollbar(self.root, command=self.tree.yview)
        self.tree.configure(yscrollcommand=tsb.set)
        tsb.pack(side=tk.RIGHT, fill=tk.Y)
        self.tree.pack(fill=tk.BOTH, expand=True, padx=8, pady=4)
        self.tree.tag_configure("running",  foreground="#26a69a")
        self.tree.tag_configure("sleeping", foreground="#8b949e")
        self.tree.tag_configure("zombie",   foreground="#ef5350")
        self.tree.tag_configure("high_cpu", background="#3d1a1a")

        # 詳細エリア
        detail_f = tk.Frame(self.root, bg="#161b22")
        detail_f.pack(fill=tk.X, padx=8, pady=2)
        self.detail_var = tk.StringVar()
        tk.Label(detail_f, textvariable=self.detail_var,
                 bg="#161b22", fg="#8b949e", font=("Courier New", 8),
                 anchor="w").pack(fill=tk.X)
        self.tree.bind("<<TreeviewSelect>>", self._on_select)

        # システム情報
        self.sys_var = tk.StringVar()
        tk.Label(self.root, textvariable=self.sys_var,
                 bg="#21262d", fg="#8b949e", font=("Arial", 9),
                 anchor="w", padx=8).pack(fill=tk.X, side=tk.BOTTOM)

        self._procs = []  # [(pid, name, status, cpu, mem, threads, user)]

    def _toggle_auto(self):
        self._auto_refresh = self.auto_var.get()
        if self._auto_refresh:
            self._refresh()

    def _refresh(self):
        if not PSUTIL_AVAILABLE:
            return
        threading.Thread(target=self._do_refresh, daemon=True).start()
        if self._auto_refresh and self.auto_var.get():
            interval = max(1000, self.interval_var.get() * 1000)
            self.root.after(interval, self._refresh)

    def _do_refresh(self):
        procs = []
        for p in psutil.process_iter(
                ["pid", "name", "status", "cpu_percent",
                 "memory_percent", "num_threads", "username"]):
            try:
                info = p.info
                procs.append((
                    info["pid"],
                    info["name"] or "",
                    info["status"] or "",
                    info["cpu_percent"] or 0.0,
                    info["memory_percent"] or 0.0,
                    info["num_threads"] or 0,
                    info["username"] or "",
                ))
            except (psutil.NoSuchProcess, psutil.AccessDenied):
                pass

        cpu_total = psutil.cpu_percent()
        mem       = psutil.virtual_memory()
        sys_str = (f"CPU: {cpu_total:.1f}%  "
                   f"メモリ: {mem.percent:.1f}% "
                   f"({mem.used//1024//1024:,}MB / {mem.total//1024//1024:,}MB)  "
                   f"プロセス数: {len(procs)}")
        self._procs = procs
        self.root.after(0, self._update_table, sys_str)

    def _update_table(self, sys_str):
        self.sys_var.set(sys_str)
        self._apply_filter()

    def _apply_filter(self):
        kw   = self.search_var.get().strip().lower()
        sort = self.sort_var.get()
        procs = self._procs

        if kw:
            procs = [p for p in procs
                     if kw in str(p[0]).lower() or kw in p[1].lower()]

        sort_key = {"PID": 0, "名前": 1, "ステータス": 2,
                    "CPU%": 3, "メモリ%": 4, "スレッド": 5}.get(sort, 3)
        procs = sorted(procs, key=lambda p: p[sort_key], reverse=(sort_key in (3, 4, 5)))

        self.tree.delete(*self.tree.get_children())
        for pid, name, status, cpu, mem, threads, user in procs:
            tags = []
            if status == "running":     tags.append("running")
            elif status == "sleeping":  tags.append("sleeping")
            elif status in ("zombie",): tags.append("zombie")
            if cpu > 50:                tags.append("high_cpu")
            self.tree.insert("", tk.END,
                              values=(pid, name, status,
                                      f"{cpu:.1f}", f"{mem:.2f}",
                                      threads, (user or "")[:20]),
                              tags=tags)

    def _sort_by(self, col):
        mapping = {"pid": "PID", "name": "名前", "status": "ステータス",
                   "cpu": "CPU%", "memory": "メモリ%"}
        if col in mapping:
            self.sort_var.set(mapping[col])

    def _get_selected_pid(self):
        sel = self.tree.selection()
        if not sel:
            messagebox.showinfo("情報", "プロセスを選択してください")
            return None
        return int(self.tree.item(sel[0], "values")[0])

    def _kill(self):
        pid = self._get_selected_pid()
        if pid is None:
            return
        if not messagebox.askyesno("確認", f"PID {pid} を強制終了しますか?"):
            return
        try:
            psutil.Process(pid).kill()
            self.sys_var.set(f"PID {pid} を終了しました")
            self._refresh()
        except Exception as e:
            messagebox.showerror("エラー", str(e))

    def _suspend(self):
        pid = self._get_selected_pid()
        if pid is None:
            return
        try:
            psutil.Process(pid).suspend()
            self.sys_var.set(f"PID {pid} を一時停止しました")
        except Exception as e:
            messagebox.showerror("エラー", str(e))

    def _resume(self):
        pid = self._get_selected_pid()
        if pid is None:
            return
        try:
            psutil.Process(pid).resume()
            self.sys_var.set(f"PID {pid} を再開しました")
        except Exception as e:
            messagebox.showerror("エラー", str(e))

    def _on_select(self, _=None):
        sel = self.tree.selection()
        if not sel or not PSUTIL_AVAILABLE:
            return
        try:
            pid = int(self.tree.item(sel[0], "values")[0])
            p   = psutil.Process(pid)
            with p.oneshot():
                exe   = p.exe() if hasattr(p, "exe") else ""
                cwd   = ""
                try:
                    cwd = p.cwd()
                except Exception:
                    pass
            self.detail_var.set(
                f"PID: {pid}  実行ファイル: {exe[:60]}  作業ディレクトリ: {cwd[:60]}")
        except Exception:
            pass

    def _on_close(self):
        self._auto_refresh = False
        self.root.destroy()


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App094(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

プロセス管理ツールのコードを、実際に書かれている実装に沿って解説します。

クラス設計とコンストラクタ

App094 クラスにアプリの全機能をまとめています(メソッド14個・全276行)。__init__ ではタイトル「プロセス管理ツール」とウィンドウサイズ 1000x600 を設定します。あわせて状態を保持する変数(self._auto_refresh)を初期化し、最後に _build_ui() で画面を組み立てます。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

ウィジェット構成

画面は tk.Frame×3・tk.Label×7・ttk.Buttontk.Checkbuttonttk.Spinboxttk.Entryttk.Comboboxtk.Button×3・ttk.Treeviewttk.Scrollbar で構成しています。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

イベント処理とボタンの接続

「🔃 更新」ボタン(_refresh())・「🛑 強制終了」ボタン(_kill())・「⏸ 一時停止」ボタン(_suspend())・「▶ 再開」ボタン(_resume())を command= で接続しています。また bind("<<TreeviewSelect>>", ...) から _on_select() を呼べるようにイベントも登録しています。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

例外処理

try-except で ExceptionImportErrorpsutil.AccessDeniedpsutil.NoSuchProcess を捕捉しています。あわせて messagebox.askyesno()messagebox.showerror()messagebox.showinfo() のダイアログで、ユーザーへの通知・確認を行います。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

6. ステップバイステップガイド

このアプリをゼロから自分で作る手順を解説します。コードをコピーするだけでなく、実際に手順を追って自分で書いてみましょう。

  1. 1
    ファイルを作成する

    新しいファイルを作成して app094.py と保存します。外部ライブラリ psutil を使います。先に pip install psutil を実行してください。

  2. 2
    クラスの骨格を作る

    App094 クラスを定義し、__init__ と、末尾の root = tk.Tk()mainloop() の最小構成を書いて、まず空のウィンドウが出ることを確認します。

  3. 3
    ウィンドウを設定する

    title("プロセス管理ツール")geometry("1000x600")configure(bg="#0d1117") をコンストラクタで設定します。

  4. 4
    画面部品を並べる

    _build_ui() の中で、tk.Frame×3・tk.Label×7・ttk.Buttontk.Checkbuttonttk.Spinboxttk.Entryttk.Comboboxtk.Button×3・ttk.Treeviewttk.Scrollbar を作って配置します(掲載コードと同じ並び順で書くとレイアウトが一致します)。まず表示だけ確認しましょう。

  5. 5
    イベントを接続する

    「2. 機能一覧」で挙げた各ボタンを command= で対応するメソッド(_refresh()_kill()_suspend()_resume())につなぎます。bind("<<TreeviewSelect>>", ...) の登録も忘れずに。

  6. 6
    中心になるメソッドを実装する

    アプリの本体である _refresh()(7行)・_update_table()(3行)・_on_select()(18行)など を実装します。

  7. 7
    動作確認する

    python app094.py で起動し、各ボタンが反応することを確認します。

7. カスタマイズアイデア

基本機能を習得したら、以下のカスタマイズに挑戦してみましょう。

💡 ダークモードを追加する

bg色・fg色を辞書で管理し、ボタン1つでダークモード・ライトモードを切り替えられるようにしましょう。

💡 結果をファイルに保存する

このコードに保存処理はないため、表示中の数値や結果はアプリを閉じると消えます。テキストファイルへ書き出して、次回起動時に読み込む機能を追加してみましょう。

💡 設定ダイアログ

フォントサイズや色などの設定をユーザーが変更できるオプションダイアログを追加しましょう。

8. よくある問題と解決法

❌ 文字のフォントが崩れる・見た目が違う

原因:このコードは font=("Noto Sans JP", ...) のようにフォント名を直接指定しています。環境にこのフォントが入っていないと、OS が代わりのフォントで表示するため、見本と見た目が変わることがあります。

解決法:動作には支障ありません。気になる場合は font 引数の名前を自分の OS に入っているフォントへ書き換えるか、font 引数を省略してください。

❌ ウィンドウの大きさが画面に合わない

原因:geometry("1000x600") の固定サイズで起動するためです。

解決法:この数値を書き換えて起動サイズを調整してください。なお、このコードにはウィンドウサイズを固定する設定(resizable の指定)が無いため、ウィンドウの端をドラッグしたサイズ変更は既定どおり可能です。

9. 練習問題

アプリの理解を深めるための練習問題です。気になるものから挑戦してみてください(課題3は定型の発展課題です)。「🛑 強制終了」と「⏸ 一時停止」は、選んだプロセスを本当に止めます(216-247行)。ほかのアプリや Windows 自身のプロセスを止めると、保存していない作業が消えたり動作が不安定になったりします。練習では操作ボタン(🛑 ⏸ ▶)を押さないでください。一覧にはログイン中のユーザー名や実行ファイルのパスが出るので、画面を人に見せるときは注意してください。下の課題1・課題2は、どちらもこの3つのボタンを押さずに確かめられます。表を出すには psutil が必要で(7-11行)、入っていないときは警告だけが出て一覧は空のままです(36-40行)。

  1. 課題1:自動更新のたびに選択が外れるのに、下の詳細表示は前のプロセスのまま残る

    _apply_filter() は毎回 self.tree.delete(*self.tree.get_children()) で表を作り直します(190行)。行が作り直されると選択も消えます。いっぽう詳細ラベルを書き換えるのは _on_select() だけで(249-264行)、空に戻す処理はどこにもありません。

    期待結果:一覧から「ユーザー」の列に自分のログイン名が出ている行を1つクリックします。自分で起動した python.exe などが対象です。表の下に PID: 1234 実行ファイル: ... のような行が出る。ほかのユーザーやシステムのプロセスは中身を読めず、265-266行で握りつぶされるため何も出ないことがあります。そのまま3秒ほど待つと、行の選択色だけが消える(間隔の初期値は 56行の 3)。下の詳細表示は、選んでいたプロセスの内容を出したまま残る。検索欄に文字を入れたときも同じで、選択だけが外れる(65行)。直したあとは、選んでいたプロセスが一覧に残っている限り選択も残る。

    合格条件

    • 自動更新のあとも、選んでいたプロセスの行が選ばれたまま残る
    • 選んでいたプロセスが一覧から消えたときは、下の詳細表示が空になる
    • 検索やソートを変えたときの並びと件数は、いままでどおり

    ヒント①(どこを触るか): 触るのは _apply_filter() の中の2か所です。表を消す前(190行)と、行を入れ終えたあと(197-201行の後ろ)。
    ヒント②(使うもの): いま選ばれている PID は self.tree.selection()self.tree.item(sel[0], "values")[0] で読めます(210-214行と同じ書き方)。self.tree.insert() は作った行の iid を返すので、PID が一致した行の iid を覚えておき、最後に self.tree.selection_set(iid) を呼びます。見つからなかったときは self.detail_var.set("") で詳細を空にしてください。
    つまずきやすい点: _apply_filter() の入口は3つあり、検索欄(65行)・ソート欄(73行)・更新の直後(175行)から呼ばれます。表から取り出した PID は文字列で返ることがあるため、int() を通してから比べると確実です(214行が同じことをしています)。更新の間隔を決めているのは 56行の初期値と 142行の式で、23行の self._refresh_interval はどこからも読まれていません。

  2. 課題2:「スレッド」と「ユーザー」の見出しをクリックしても並び替わらない

    表の見出しは7列ぶんすべて _sort_by() につながっています(90行・102-104行)。ところが _sort_by() の対応表には5列しか載っていません(204-205行)。残る2列はここに無いため、押しても何も起きずに終わります。

    期待結果:「PID」「プロセス名」「CPU%」「メモリ%」「ステータス」の見出しをクリックすると、上のソート欄の表示がその名前に変わって並びも変わる。「スレッド」と「ユーザー」の見出しをクリックした場合は、ソート欄も並びも変わらない。エラーの表示も出ないので、押し方を間違えたようにしか見えない。直したあとは、この2列でも並び替えができて、ソート欄からも選べるようになる。

    合格条件

    • 「スレッド」の見出しをクリックすると、スレッド数の多い順に並ぶ
    • 「ユーザー」の見出しをクリックすると、ユーザー名で並び替わる
    • ソート欄からも同じ2つを選べて、ほかの5列の動きは変わらない

    ヒント①(どこを触るか): 触るのは3か所です。_sort_by() の対応表(204-205行)、_build_ui() のソート欄の values(70-72行)、_apply_filter()sort_key(186-187行)。
    ヒント②(使うもの): sort_key には "スレッド": 5 が最初から入っているので、足りないのはユーザー列の 6 だけです。数の大きい順に並べる列は 188行の sort_key in (3, 4, 5) で決まります。ユーザー名は文字なので、昇順のままのほうが読みやすいはずです。
    つまずきやすい点: 187行の取り出しは .get(sort, 3) なので、辞書に無い名前を選んでもエラーは出ず、黙って CPU% 順になります。ソート欄は state="readonly" です(72行)。values に無い名前をコードから入れると、表示はされてもドロップダウンから選び直せなくなります。

  3. 課題3:保存機能の追加

    処理結果をファイルに保存する機能を追加しましょう。

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次に挑戦するアプリ

このアプリをマスターしたら、次のアプリに挑戦しましょう。

🐛
エラーが出て動かないときは

写経中に赤いエラー文が出たら、Pythonエラー一覧&解決法(英語メッセージ逆引き)で原因と直し方をすぐ確認できます。

📖
次のレベルへ進む参考書

このレベルのアプリが作れたら、入門書の次の「作るための本」へ進む時期です。実践におすすめのPython本(当サイトの参考書ランキング総合3〜4位)で自動化とコードの書き方の2冊を、その直後の用途別専門書の節でデータ分析・Web・AIの本を比較しています。