使cpu占用率50% --《编程之美》

来源：互联网发布：看门狗卡顿优化补丁编辑：程序博客网时间：2024/06/01 09:20

欢迎访问小站，阅读此文http://www.yandong.org/?p=552

编程之美的有个题是让cpu的占用率达到50%，从而画出一条直线，下面在linux下实现这一功能

首先定义一下cpu的利用率：CPU执行非系统空闲进程的时间 / CPU总的执行时间 = run / (run+sleep)

具体内容参考这个链接 http://server.51cto.com/sCollege-188250.htm

下面是这段代码：

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>int main(int argc, char* argv[]){    struct timeval tv;    long long start_time,end_time;    while(1)    {        gettimeofday(&tv,NULL);        start_time = tv.tv_sec*1000000 + tv.tv_usec;        end_time = start_time;        while((end_time - start_time) < 60000)        {            gettimeofday(&tv,NULL);            end_time = tv.tv_sec*1000000 + tv.tv_usec;        }        usleep(60000);    }       // }        return 0;}

这段程序只能使当前进程的cpu使用率为50%，并不能画出一条50%的直线

首先是SMP的原因，所以想要画出一条50%的直线，第一个要做的是绑定该进程到特定的cpu

修改之后得到如下代码

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/sysinfo.h>#include<unistd.h>#define __USE_GNU#include<sched.h>#include<ctype.h>#include<string.h>int main(int argc, char* argv[]){        int num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);        int created_thread = 0;        int myid;        int i;        int j = 0;        cpu_set_t mask;        cpu_set_t get;        if (argc != 2)        {                printf("usage : ./cpu num\n");                exit(1);        }        myid = atoi(argv[1]);/*绑定到的cpu*/        printf("system has %i processor(s). \n", num);        CPU_ZERO(&mask);        CPU_SET(myid, &mask); /*掩码*/        if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask), &mask) == -1)/*0指当前进程*/        {                printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");        }        CPU_ZERO(&get);        if (sched_getaffinity(0, sizeof(get), &get) == -1)        {                printf("warning: cound not get cpu affinity, continuing...\n");        }        for (i = 0; i < num; i++)        {            if (CPU_ISSET(i, &get))            {                printf("this process %d is running processor : %d\n",getpid(), i);            }        }        struct timeval tv;        long long start_time,end_time;        while(1)        {            gettimeofday(&tv,NULL);            start_time = tv.tv_sec*1000000 + tv.tv_usec;            end_time = start_time;            while((end_time - start_time) < 60000)            {                gettimeofday(&tv,NULL);                end_time = tv.tv_sec*1000000 + tv.tv_usec;            }            usleep(60000);        }        return 0;}

另外还需要注意的是，cpu本身还运行了一些程序，他们也占着资源，所以该进程并不能很好的使某个cpu使用率维持在50%，

想要改进有两个思路

1)把cpu1上面的进程都转走，做的更绝的话把中断请求也转走

把进程都转走，这个可以借鉴上面的sched_setaffinity函数，比如我的机器只有两个cpu，我就把所有的进程都转到cpu0上面

修改/proc/irq/中断号/smp_affinity文件的内容，把中断也转走
内容00000001表示该中断请求在cpu0上运行，
内容00000003表示该中断请求在cpu0和cpu1上运行，

2)第二个思路是动态监控cpu的利用率 v，然后用50%-v得到画线程序所需要占用的cpu利用率，但是如果cpu1的利用率已经超过50%，那就没办法了。其中最关键就是获取当前cpu的利用率，然后再修改之前的程序，调节idle 和run的比率

具体操作是： cpu的状态放在/proc/stat中

yandong@yandong-pc:~$  cat /proc/stat cpu  317625 3414 201038 1352933 13696 21 2117 0 0 0cpu0 158901 1841 99148 677057 6693 8 1417 0 0 0cpu1 158724 1572 101889 675876 7002 13 699 0 0 0intr 9118805 1513856 6222 0 0 128 0 0 0 1 994 0 0 162 0 0 0 ...ctxt 17067117btime 1372081120processes 8140procs_running 1procs_blocked 0softirq 3053746 0 1450608 20 4054 61209 0 767379 274483 4158 491835

其中个数据的意思是

参数解释user (432661)

nice (13295)

system (86656)
idle (422145968)

iowait (171474)

irq (233)
softirq (5346)
从系统启动开始累计到当前时刻，用户态的CPU时间（单位：jiffies），不包含 nice值为负进程。1jiffies=0.01秒
从系统启动开始累计到当前时刻，nice值为负的进程所占用的CPU时间（单位：jiffies）
从系统启动开始累计到当前时刻，核心时间（单位：jiffies）
从系统启动开始累计到当前时刻，除硬盘IO等待时间以外其它等待时间（单位：jiffies）
从系统启动开始累计到当前时刻，硬盘IO等待时间（单位：jiffies），
从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间（单位：jiffies）
从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间（单位：jiffies）

“intr”这行给出中断的信息，第一个为自系统启动以来，发生的所有的中断的次数；然后每个数对应一个特定的中断自系统启动以来所发生的次数。

“ctxt”给出了自系统启动以来CPU发生的上下文交换的次数。

“btime”给出了从系统启动到现在为止的时间，单位为秒。

“processes (total_forks) 自系统启动以来所创建的任务的个数目。

“procs_running”：当前运行队列的任务的数目。

“procs_blocked”：当前被阻塞的任务的数目。

那么CPU利用率可以使用以下两个方法。先取两个采样点，然后计算其差值：

cpu usage=(idle2-idle1)/(cpu2-cpu1)*100 cpu usage=[(user_2 +sys_2+nice_2) - (user_1 + sys_1+nice_1)]/(total_2 - total_1)*100

这种计算用shell比较快捷：

#!/bin/sh   ##echo user nice system idle iowait irq softirq  CPULOG_1=$(cat /proc/stat | grep 'cpu ' | awk '{print $2" "$3" "$4" "$5" "$6" "$7" "$8}')  SYS_IDLE_1=$(echo $CPULOG_1 | awk '{print $4}')  Total_1=$(echo $CPULOG_1 | awk '{print $1+$2+$3+$4+$5+$6+$7}')   sleep 5   CPULOG_2=$(cat /proc/stat | grep 'cpu ' | awk '{print $2" "$3" "$4" "$5" "$6" "$7" "$8}')  SYS_IDLE_2=$(echo $CPULOG_2 | awk '{print $4}')  Total_2=$(echo $CPULOG_2 | awk '{print $1+$2+$3+$4+$5+$6+$7}')   SYS_IDLE=`expr $SYS_IDLE_2 - $SYS_IDLE_1`   Total=`expr $Total_2 - $Total_1`  SYS_USAGE=`expr $SYS_IDLE/$Total*100 |bc -l`   SYS_Rate=`expr 100-$SYS_USAGE |bc -l`   Disp_SYS_Rate=`expr "scale=3; $SYS_Rate/1" |bc`  echo $Disp_SYS_Rate%

转载请注明出处 www.yandong.org