读编程之美：CPU占用率

　　编程之美算是一本有趣的计算机书籍，上面说的东西也总能让我灰常灰常。。咳非常开心。所以我就整理一些出来吧。。

 

　　编程之美开篇的第一个问题就是让任务管理器里面的CPU占用率能够显示成正弦曲线或者恒定的某个值。

 

首先，我们假设单核的情况下，要让CPU变成100%再简单不过了，一个while(true)死循环即可,那么具体起来的原理呢?我们看到在循环开始的过程中,CPU占用率也不是瞬间飙满的,而是像实际的方波一样,有一个过渡.所以,任务管理器的CPu占有率表示的是,在一个刷新周期内(1s)CPU忙的时间和刷新时间的比值.所以我们只要在一个周期里面控制忙和空的比率即可.

 

那么,第一个任务就是50%,其实,按照编程之美上的写法似乎是可以做到的,但是麻烦的是处理执行的循环次数需要自己去试

#include<Windows.h>int main(){for(;;){for(int i =0 ; i < 8000000; i++);//10ms比较接近windows的调度时间片Sleep(10);}return 0;}

自己试了几次发现，把进程的Affinity设置为CPU1会比CPU0 相对来说得到更加稳定一些的曲线。。

 

　　如果需要这样进行不断测试才能得到一条破直线，也太没意思了。所以就需要一些比较猛的办法。编程之美里面的一个解法用GetTickCount()函数来让程序在设定好的busytime里面执行循环。而另外一个根据适应力的方法是用PerformanceCounter对象来实时处理数据。但是原理都大同小异，本质都是计算时间比来调节。此外，书上那个C#的程序似乎还有探讨余地，我也不用C#，没有自己试。

 

编程之美里面给出的正弦曲线的代码：

正弦曲线：

#include "Windows.h"#include "stdlib.h"#include "math.h"const double SPLIT = 0.01;const int COUNT =200;const double PI = 3.141592652;const int INTERVAL = 300;int main(){//array of busy timesDWORD busySpan[COUNT];//array of idle times;DWORD idleSpan[COUNT];int half = INTERVAL /2;double radian = 0.0;for(int i = 0 ; i < COUNT; i ++){busySpan[i] = (DWORD) (half + (sin(PI * radian) * half) );idleSpan[i] = INTERVAL -busySpan[i];radian += SPLIT;}DWORD startTime= 0;int j= 0;while (true){j = j% COUNT;startTime = GetTickCount();while( (GetTickCount() - startTime) <= busySpan[j]) ;Sleep(idleSpan[j]);j++;}return 0;}

这段代码还是和之前一样，不过就是把一段正弦曲线用划分为1/SPLIT段，也就是COUNT部分，每个部分的值用sin(PI*radian)算出来。

通过改变INTERVAL的值能够获得不同程度的单次时间，在图上的表现就是一个周期的时间不同了。

 

 

 

 

我的目标：

让双核CPU两个核的曲线呈相位差2/PI的正弦曲线

 

分析一下问题，其实和上面的正弦曲线没啥差别。但主要问题是多核CPU的时候需要使用多线程，并且分别给每个线程附加不同的循环。

#include<Windows.h>#include<WinBase.h>#include<stdio.h>#include<math.h>#include<process.h>#include<iostream>const double SPLIT = 0.01;const int COUNT =200;const double PI = 3.141592652;const int INTERVAL = 300;// startphrase = phraseyouWant/2*PI*200DWORD WINAPI sineLoading(int startphrase){//-----------------code same to above----------------//array of busy timesDWORD busySpan[COUNT];//array of idle times;DWORD idleSpan[COUNT];int half = INTERVAL /2;double radian = 0.0;for(int i = 0 ; i < COUNT; i ++){busySpan[i] = (DWORD) (half + (sin(PI * radian) * half) );idleSpan[i] = INTERVAL -busySpan[i];radian += SPLIT;}DWORD startTime= 0;//----------------------------------------------------int j= startphrase;while (true){j = j% COUNT;//std::cout<<startphrase<<"Phrs:"<<j<<std::endl;startTime = GetTickCount();while( (GetTickCount() - startTime) <= busySpan[j]) ;Sleep(idleSpan[j]);j++;}return 0;}int main(){HANDLE handle[2]; DWORD dw[2];int phr[2] = {0, 150};for(int i = 0; i < 2; i ++){//starting threads for processorshandle[i] = CreateThread(NULL, 0,(LPTHREAD_START_ROUTINE )sineLoading, (VOID*)phr[i], 0, dw) ;//Set thread affinitySetThreadAffinityMask(handle[i],i+1);}WaitForSingleObject(handle[1],INFINITE);return 0;}

　　对于双核的情况，要点在于将不同的线程附加到不同的核心上。这里需要了解ThreadAffinityMask的概念，这个mask值表示了不同的核心，虽然文档里面写的是从0开始的，但是我自己机器上貌似要1，2才有用。结果就如下图了。

　　期间用到了C++的多线程编程的概念。个人觉得这篇文章比较不错。

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问题：

　　现在提出进一步的问题：怎么样在双核系统上只用一个进程（不能使用多线程/纤程）让两个CPU占用率都保持50%？

 

　　思路，能够控制系统的线程迁移？或者换个思路，把一个死循环按时间分别附加到不同的CPU核心上？