C＃系统CPU使用率并与Windows任务管理器同步

Question

这是一个两部分问题，我想在堆栈上发布我的代码，以帮助其他人完成相同的任务。

问题1：

我有一个代码子集，我相信，根据测量间隔正确地测量CPU使用率（在系统中，根据检索的次数） - 我在线程调用中使用1秒。

我不得不从Web上的极少篇文章和C ++代码中解读这个。 我的问题是，对于问题1， 这是正确的我做了什么？

有时返回的值是负数，这就是我乘以-1的原因。 我再次假设，因为文档很少，这就是我应该做的。

我有以下代码：

public static class Processor
{
    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
    static extern bool GetSystemTimes(out ComTypes.FILETIME lpIdleTime, out ComTypes.FILETIME lpKernelTime, out ComTypes.FILETIME lpUserTime);

    private static TimeSpan _sysIdleOldTs;
    private static TimeSpan _sysKernelOldTs;
    private static TimeSpan _sysUserOldTs;

    static Processor()
    {
    }

    public static void Test()
    {
        ComTypes.FILETIME sysIdle, sysKernel, sysUser;

        if(GetSystemTimes(out sysIdle, out sysKernel, out sysUser))
        {
            TimeSpan sysIdleTs = GetTimeSpanFromFileTime(sysIdle);
            TimeSpan sysKernelTs = GetTimeSpanFromFileTime(sysKernel);
            TimeSpan sysUserTs = GetTimeSpanFromFileTime(sysUser);

            TimeSpan sysIdleDiffenceTs = sysIdleTs.Subtract(_sysIdleOldTs);
            TimeSpan sysKernelDiffenceTs = sysKernelTs.Subtract(_sysKernelOldTs);
            TimeSpan sysUserDiffenceTs = sysUserTs.Subtract(_sysUserOldTs);

            _sysIdleOldTs = sysIdleTs;
            _sysKernelOldTs = sysKernelTs;
            _sysUserOldTs = sysUserTs;

            TimeSpan system = sysKernelDiffenceTs.Add(sysUserDiffenceTs);

            Double cpuUsage = (((system.Subtract(sysIdleDiffenceTs).TotalMilliseconds) * 100) / system.TotalMilliseconds);

            if (cpuUsage < 0)
            {
                Console.WriteLine("CPU: " + ((int) (cpuUsage)*-1) + "%");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("CPU: " + (int) (cpuUsage) + "%");
            }
            Console.WriteLine("");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("Couldn't get CPU usage!");
            Console.WriteLine("");
        }
    }

    private static TimeSpan GetTimeSpanFromFileTime(ComTypes.FILETIME time)
    {
        return TimeSpan.FromMilliseconds((((ulong)time.dwHighDateTime << 32) + (uint)time.dwLowDateTime) * 0.000001);
    }
}

问题2：

在我的程序中，我是否有同步线程与Windows任务管理器的线程，以便将测量数据（如CPU使用率）与上述代码进行匹配？

我的意思是，如果你打开Windows任务管理器，你会注意到它每秒轮询一次 - 实际上它不需要小于那个。 我想要做的是将时间与我的线程相匹配。

因此，当Windows任务管理器轮询时，我的线程轮询。

---

一些说明：

我不想使用性能计数器或.NET内置方法。 事实上，我相信 - 从我所读到的，.NET没有计算机器上CPU使用率的方法，否则就需要性能计数器。

性能计数器有开销，此外使GC增长， 更不用说调用下一个结果的延迟 。 虽然我的软件不需要是实时性能，但我确实需要它作为响应并尽可能少地使用CPU时间。 上述代码可以在不到一毫秒的时间内调用和返回。 实际上在我的开发机器上，时间跨度差异显示为0ms。 我不相信性能计数器具有响应性。

如果你很好奇，我的软件收集了许多项目，CPU，内存，事件日志项等，这些项目都需要在SQL CE中收集和存储，在下一次轮询之前，1秒钟之后。 然而，每个任务，项目都在其自己的线程上以促进这一点。

此外，上面的代码无论如何都没有优化，你会注意到我还没有评论它。 原因是我想在优化之前确保它是正确的。

更新1

根据我做出的改进，我删除了额外的“系统”时间跨度，因为它不是必需的，并修改了检索“CPU使用率”并适当地投射它的行。

int cpuUsage = (int)(((sysKernelDifferenceTs.Add(sysUserDifferenceTs).Subtract(sysIdleDifferenceTs).TotalMilliseconds) * 100.00) / sysKernelDifferenceTs.Add(sysUserDifferenceTs).TotalMilliseconds);

虽然我仍然不确定这个公式。 虽然它看起来非常准确，但它有时会返回一个负数，这就是为什么我将它乘以-1，如果是这样的话。 毕竟，没有这样的事情，CPU使用率为-2％等。

更新2

所以我使用“System.Diagnostics.PerformanceCounter”做了一个简单的测试。 虽然非常方便，并且确实完成了它的目的，但确实会产生开销。

以下是我的观察：

• 初始化时，性能计数器的使用时间要长得多。 我的i7 2.6 Ghz大约延长了三秒钟。
• 性能计数器似乎只是通过使用它增加了大约5MB的RAM使用量。 我的意思是：使用上面的代码，我的应用程序最大内存为7.5MB。 凭借性能计数器，它“启动”为12.5MB。
• 在5秒的时间内，我的线程运行了5次 - 每秒一次，我的应用程序的内存增加了1 MB，这个增加与时间一致，虽然它确实达到了平衡，在我的情况下，无论如何，3-4MB以上开始。 因此，我的应用程序通常使用上面的代码7.5MB内存，PC代码在16.5 MB内存时达到平衡 - 比上面的代码增加了9MB。 注意：上面的代码不会导致这种增加。

因此，如果您的应用程序是以资源使用和时间关键的方式构建的，那么我建议不要使用性能计数器，因为这些原因。 否则继续前进，因为它没有所有的混乱。

至于我的应用程序，性能计数器将不利于我的软件的目的。

Answer 1

我觉得你的公式中有一个错误。 您希望基本上计算CPU使用率，如下所示：

CPU Usage = KernelTimeDiff + UserTimeDiff
            --------------------------------------------
            KernelTimeDiff + UserTimeDiff + IdleTimeDiff

因此，快速修改代码如下：

        //  TimeSpan system = sysKernelDiffenceTs.Add(sysUserDiffenceTs);
        //Double cpuUsage = (((system.Subtract(sysIdleDiffenceTs).TotalMilliseconds) * 100) / system.TotalMilliseconds); 

        TimeSpan totaltime = sysKernelDiffenceTs.Add(sysUserDiffenceTs);
        totaltime = totaltime.Add(sysIdleDifferenceTs);
        int cpuUsage = 100 - (sysIdleDifferenceTs.TotalMilliseconds * 100) / totaltime.TotalMilliseconds;
       Console.WriteLine("CPU: " + cpuUsage + "%");

您最初将cpuUsage声明为“Double”。 我不确定你是否想要浮点精度，但是在你的代码中，你肯定没有得到除整数精度之外的任何东西，因为赋值语句只是在进行整数运算。 如果你需要更高的计算精度，你可以通过混合一些浮点来轻松获得它：

Double cpuUsage = 100.0 - (sysIdleDifferenceTs.TotalMilliseconds * 100.0) /totaltime.TotalMilliseconds;

此外，关于与任务管理器同步。 据我所知，任务管理器使用perf计数器。 （而且我怀疑GetSystemTimes正在进行全面反击调用，但可能没有）。 而且我不确定你为什么不使用perf计数器。 “％Process Time”计数器是一个即时样本计数器，不需要计算具有先前结果的差异。 （每个逻辑cpu有一个）。 使用PDH帮助程序函数而不是旧的注册表项apis来获取它。 您可以从非托管C / C ++ DLL执行此操作，该DLL将“GetCpuUsage”函数导出回C＃代码。 但是我不知道为什么你不能只用P＃从P＃中调用PDH函数。 我不知道你说的这个开销。 我不确定我是否理解你提到“延迟调用下一个结果”。