计算CPU使用率

<!--[if !supportAnnotations]--><!--[endif]-->

<!--[if !supportLists]-->一.   <!--[endif]-->有关Windows平台下CPU使用率的计算

 

<!--[if !supportLists]-->1． <!--[endif]-->Windows下CPU使用率的定义

<!--[if !supportLists]-->a)         <!--[endif]-->CPU使用率：在任务管理器的刷新周期内CPU忙的时间与整个刷新周期的比值。

<!--[if !supportLists]-->b)         <!--[endif]-->任务管理器默认的刷新周期是1s。

 

<!--[if !supportLists]-->2． <!--[endif]-->CPU使用率计算公式

根据CPU使用率的定义我们可以得出在某一段时间内总的CPU使用率的计算公式：

sysTime：表示该时间段内总的CPU时间=CPU处于用户态和内核态CPU时间的总和，即sysTime =kerneTimel + userTime（注：这里并不包括idleTime，因为当CPU处于空闲状态时，实在内核模式下运行System Idle Process这个进程，所以kernelTime实际上已经包含了idleTime）；

idleTime：表示在该时间段内CPU处于空闲状态的时间；

CPU% = 1 – idleTime / sysTime * 100      

 

<!--[if !supportLists]-->3． <!--[endif]-->有关Cpu时间信息的获取方式：

基本思想：通过JNI(http://java.sun.com/docs/books/jni/html/jniTOC.html)将底层原生API获取的有关进程、线程、总的CPU时间等信息回传给Java，然后上层再根据采集到数据以及以上的公式计算相关的CPU使用率。

 

涉及到原生API

说明(有关这些操作系统的原生API可以通过查询MSDN来进一步了解)

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/default.aspx

GetSystemInfo

根据该方法返回的结构体数据结构SystemInfo中的dwNumberOfProcessors可以获取系统中地CPU个数。

OpenProcess

通过该方法可以获取指定进程ID的进程的句柄。

GetProcessTimes

根据OpenProcess方法回带的进程句柄，可以获取该进程的userTime和kernelTime。

OpenThread

通过该方法可以获取指定线程ID的线程的句柄。

GetThreadTimes

根据OpenThread方法回带的进程句柄，可以获取该线程的userTime和kernelTime（注：这里的线程与Java里面的线程示一一对应的）。

GetSystemTimes

获取总CPU时间idleTime、kernelTime、userTime（注：在多核情况下得到的是所有CPU的总和）。

 

<!--[if !supportLists]-->4． <!--[endif]-->Windows平台下CPU使用率的测试

线程级别CPU使用率监控

说明：在一台双CPU的主机上监控一个包含一个空循环子线程的一个进程。其中每一组数据的格式为：

                             进程：进程CPU使用率

线程ID：CPU使用率

测试数据：

第1组数据：

进程：50<!--[if !supportAnnotations]-->[f1]<!--[endif]--> 

   452:0

   3680:50<!--[if !supportAnnotations]-->[f2]<!--[endif]--> 

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第2组数据：

进程：48

   452:0

   3680:48

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第3组数据：

进程：49

   452:0

   3680:49

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第4组数据：

进程：50

   452:0

   3680:50

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第5组数据：

进程：50

   452:0

   3680:50

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第6组数据：

进程：49

   452:0

   3680:49

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第7组数据：

进程：48

   452:0

   3680:48

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第8组数据：

进程：49

   452:0

   3680:49

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第9组数据：

进程：50

   452:0

   3680:50

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第10组数据：

进程：48

   452:0

   3680:48

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第11组数据：

进程：49

   452:0

   3680:49

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

第12组数据：

进程：49

   452:0

   3680:49

   1712:0

   3620:0

   2860:0

   3000:0

   3800:0

   2112:0

   740:0

   2208:0

 

数据分析：

<!--[if !supportLists]-->1．  <!--[endif]-->监控时所取得采样周期为1s，因为这个值与任务管理器的刷新频率一致。

<!--[if !supportLists]-->2．  <!--[endif]-->根据测试用例的的特殊性，被监控进程的CPU使用率在双CPU环境下被监控进程的CPU使用率的理论值应该为50%。

<!--[if !supportLists]-->3．  <!--[endif]-->根据测试用例的的特殊性，被监控进程的理论上应该是包含一个CPU使用率接近50%，而其他线程的CPU使用率接近0。

<!--[if !supportLists]-->4．  <!--[endif]-->由以上实际的测试数据，可以知道被监控进程的实际CPU使用率与理论值基本一致；

<!--[if !supportLists]-->5．  <!--[endif]-->根据以上测试数据，可知进程中各线程CPU使用率以及进程的CPU用率也符合理论上的分析，都是一个线程的CPU使用率接近50%，而其他线程的CPU使用率接近0；

 

补充说明：

<!--[if !supportLists]-->1．  <!--[endif]-->有关总的CPU使用率监控，由于采集到的数据不具备可比性，所以只能人工的在测试的时候对比程序得到的总的CPU使用率和由任务管理器中得到的CPU使用率。对比的结论是：基本上与任务管理器中得到的数据一致的。

<!--[if !supportLists]-->2．  <!--[endif]-->同理有关进程CPU使用率的监控，也只能人工的通过对比程序得到的进程CPU使用率和任务管理器以及JConsole中的数据。对比的结论是：基本上与任务管理器和JConsole中得到的数据一致的。

<!--[if !supportLists]-->3．  <!--[endif]-->在运行Windows平台下有关CPU使用率的监控功能，得将Win32CpuTimeUtil.dll这个动态链接库放到java.library.path目录之下。其中Win32CpuTimeUtil.dll使用C语言实现的。

 

5．参考文献:

 http://blog.csdn.net/JPEXE/archive/2008/12/17/3541270.aspx

 http://www.codeproject.com/KB/threads/Get_CPU_Usage.aspx

<!--[if !supportAnnotations]-->

---

<!--[endif]-->

<!--[if !supportAnnotations]-->

<!--[endif]--><!--[if !supportAnnotations]--><!--[endif]-->

 <!--[if !supportAnnotations]-->[f1]<!--[endif]-->由于是在双CPU的环境下测试的，所以该进程的CPU使用率为50%（按100%计算的）。

<!--[if !supportAnnotations]-->