一. 有关Windows平台下CPU使用率的计算
1. Windows下CPU使用率的定义
a)
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。
b)
任务管理器默认的刷新周期是1s。
2. 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
3. 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
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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
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GetSystemInfo
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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。
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OpenProcess
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通过该方法可以获取指定进程ID的进程的句柄。
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GetProcessTimes
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根据OpenProcess方法回带的进程句柄,可以获取该进程的userTime和kernelTime。
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OpenThread
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通过该方法可以获取指定线程ID的线程的句柄。
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GetThreadTimes
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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)。
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GetSystemTimes
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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)。
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4. 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
452:0
3680:50
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
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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
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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
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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
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数据分析:
1.
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。
2.
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%。
3.
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。
4.
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;
5.
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:
1. 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。
2. 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。
3. 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。
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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
posted on 2010-04-08 22:57
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