java程序中線程cpu使用率計算

最近確實遇到題目上的剛需，也是花了一段時間來思考這個問題。

cpu使用率如何計算

    計算使用率在上學那會就常常算，不過每每計算的是整個程序執行的時間段，如今忽然要實時計算還真有點無奈，時間段如何選擇是個問題。最後根據現有的程序作參考，那就是Linux的top命令源碼。

    top命令仍是c程序，加之開源，我直接採起相同的時間段和計算方法。

    先說說top是如何計算的，首先是從/proc/stat下讀取cpu的使用時間，其次就是/proc/pid/stat獲取進程的cpu時間，/proc/pid/task裏獲取這個進程裏每一個線程的id，而後繼續從stat裏查找cpu的使用時間。

    線程cpu的利用率=線程運行的時間差（包括用戶態+核心態+。。。。）/cpu運行時間之差（用戶態+核心態+io+.....）

    每隔3秒查詢計算一次。

java實現過程

    既然要獲取cpu信息，我查詢了不少方法，最終肯定，java自己是作不到的（windows可沒有/proc這樣的文件給你查看），要藉助c/c++來處理，本來我調用函數都查好了，就差寫jni了，結果有人給我推薦了sigar。是就是基於本地庫實現的，不過他已經把本地庫這些都準備好了，基本每一個平臺都有，這樣提供了很大的方便。接下來就是對這個庫的使用過程了。

    根據給出的參考例子和相關api文檔。咱們導入Jar包後須要繼承SigarCommandBase這個類，咱們一切的操做基本依靠父類的成員變量sigar

    Cpu[] cpus = this.sigar.getCpuList();//獲取cpu信息
    long time = 0L;
    for (int i = 0; i < cpus.length; i++) {
      time += cpus[i].getTotal();
    }
    return time;

    先獲取到cpu的信息，而後直接經過getTotal來獲得當前cpu的運行時間，你能夠用cpus獲取到cpu在覈心態運行時間等等，我最後嘗試加起來和getTotal小有出入，差異不大，因此採用getTotal就能夠了，這樣就能獲取cpu運行時間，第二次採集時也就知道時間差了。

    接下來就是獲取java線程信息這些了，依然仍是算差值。

   ThreadMXBean mx = ManagementFactory.getThreadMXBean();
    long[] threadIds = mx.getAllThreadIds();
    ThreadInfo[] threadInfos = mx.getThreadInfo(threadIds);

    經過上面的代碼就能夠獲取到如今進程裏每一個線程的信息。

  long time = mx.getThreadCpuTime(threadId);

    再經過getThreadCpuTime方法根據tid來獲取到該線程在cpu上運行總時間，java文檔上是這麼寫的：返回指定 ID 的線程的總 CPU 時間（以毫微秒爲單位）。這裏的單位是毫微秒的單位，要注意轉換。

    我保存線程信息是用一個map，主鍵是線程id，這裏你們就須要稍微注意一下，我更建議是線程id+線程名字的手段來作主鍵，tid是標識惟一一個線程，咱們假設a線程的id是34，若是a線程死掉以後，b線程啓動，jvm會不會把34號標識給b線程呢，這裏我不敢確定，我感受是會的。在linux的文件描述符也是惟一標識一個文件的，可是你一個文件關閉後，再開一個，確定會佔用到相同的描述符。因此我感受線程的id也是如此，id是標識了惟一的線程，可是線程死掉，從新分配的話，這樣也代碼沒必要要的困擾。

    剩下的就是算差值來計算使用率了，記得把動態庫的位置加上，-Djava.library.path="位置"，windows下能夠加到path路徑下，linux能夠指定LD_LIBARARY_PATH。