在C/C++代码中使用windows性能监视器

最新推荐文章于 2024-09-19 21:28:18 发布

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本文介绍如何使用 C/C++ 和 Windows 的性能监视器 API (PDH) 来监控 CPU 使用率。通过创建查询、添加计数器、收集数据等步骤，实现了一个简单的 CPU 使用率监测程序。

《编程之美》中的“让CPU占用率曲线听你指挥”一题，作者给出的解法3非常清晰简洁。其思想就是直接查询当前CPU占用率，若过高则Sleep一段时间，否则一直循环。代码使用C#编写。于是自己想将这一思路使用C/C++来实现。
那么首先需要查清楚windows提供了哪些操作性能监视器(perfmon.msc)的API。在网上搜索一下，在vckbase上有一篇文章恰好是讲解这一主题的。这些操作性能监视器的API都以pdh开头。只要知道这一点，就可以在MSDN上查到完整资料。
在MSDN中的索引中输入PDH，列出的第一条主题就是：Platform SDK: Performance Monitoring—Using the PDH Interface.这篇概述文章中描述了PDH可以做什么以及如何使用它们。使用PDH接口操作性能监视器的方法可以概括为以下五个步骤：
1. 创建一个查询(Create a query)。相关的API是PdhOpenQuery。
2. 在已创建的查询中添加一个或多个计数器(Add counters to the query)。相关的API是PdhAddCounter。这个API需要一个描述计数器的字符串参数。MSDN上给出了四种构造符合语法的字符串的方法。其中最容易的方法是使用PdhMakeCounterPath函数。
3. 收集性能数据(collect the performance data)。与此相关的API是PdhCollectQueryData。
4. 处理这此收集到的性能数据(Process the performance data)。与此相关的有数个API。PdhGetFormattedCounterValue这个函数用来获得指定格式的数据。
5. 完成任务后，关闭这个查询(Close the query)。相关的API是PdhCloseQuery。
以上五步中第二步构造描述计数器的字符串有些陌生。它牵扯到一个数据结构，这个数据结构的定义如下：

[cpp] view plain copy print ?

typedef struct _PDH_COUNTER_PATH_ELEMENTS {
LPTSTR szMachineName;
LPTSTR szObjectName;
LPTSTR szInstanceName;
LPTSTR szParentInstance;
DWORD dwInstanceIndex;
LPTSTR szCounterName;
} PDH_COUNTER_PATH_ELEMENTS, *PPDH_COUNTER_PATH_ELEMENTS;

　　如果不知道如何填充这个数据结构，最好的办法就是打开性能监视器(开始——运行——输入“perfmon.msc”)，在图表框中右击，选择添加计数器，在弹出的“添加计数器”对话框中，可以通过下柆列表或列表框选择计算机(数据结构的szMachineName项)、性能对象(szObjectName)、选择计数器(与Object对应的szCounterName)、选择范例(szInstanceName)。可以照着填充。
　在我的程序中需要获取CPU使用率。所以选择的对象是Processor，计数器是% Processor Time，范例是_Total。完整的程序代码如下：

[cpp] view plain copy print ?

#undef UNICODE
#undef _UNICODE
#include <windows.h>
#include <tchar.h>
#include <stdio.h>
#include <pdh.h>
#pragma comment(lib, "pdh.lib")
HQUERY hQuery = NULL;
// 处理ctrl-c异常
BOOL WINAPI HandlerRoutine(
DWORD dwCtrlType // control signal type
) {
if(dwCtrlType == CTRL_C_EVENT) {
printf("ctrl c exception/n");
if(hQuery) PdhCloseQuery(hQuery);
}
return false;
}
int main() {
SetConsoleCtrlHandler(HandlerRoutine, TRUE);
PDH_STATUS pdhStatus;
// open query
pdhStatus = PdhOpenQuery(0, 0, &hQuery);
if(pdhStatus != ERROR_SUCCESS) {
printf("PdhOpenQuery failed/n");
exit(1);
}
// construct a counter path
PDH_COUNTER_PATH_ELEMENTS pcpe;
TCHAR szFullPathBuffer[MAX_PATH] = TEXT("");
DWORD dwSize = sizeof(szFullPathBuffer);
pcpe.szMachineName = TEXT("WANGHAIBIN");
pcpe.szObjectName = TEXT("Processor");
pcpe.szInstanceName = TEXT("_Total");
pcpe.szCounterName = TEXT("% Processor Time");
pcpe.dwInstanceIndex = -1;
pcpe.szParentInstance = NULL;
pdhStatus = PdhMakeCounterPath(&pcpe, szFullPathBuffer, &dwSize, 0);
if(pdhStatus != ERROR_SUCCESS) {
printf("PdhMakeCounterPath failed/n");
goto exit_prog;
}
_tprintf(TEXT("path: %s/n"), szFullPathBuffer);
// add a counter
HCOUNTER hCounter;
pdhStatus = PdhAddCounter(hQuery, szFullPathBuffer, 0, &hCounter);
//pdhStatus = PdhAddCounter(hQuery, TEXT("//Processor(_Total)//% Processor Time"), 0, &hCounter);
if(pdhStatus != ERROR_SUCCESS) {
printf("PdhAddCounter failed/n");
goto exit_prog;
}
// collect query data
pdhStatus = PdhCollectQueryData(hQuery);
//pdhStatus = PdhCollectQueryDataEx(hQuery, 1, NULL);
if(pdhStatus != ERROR_SUCCESS) {
printf("PdhCollectQueryData failed/n");
goto exit_prog;
}
// get counter value
PDH_FMT_COUNTERVALUE pfc;
DWORD dwOpt;
pdhStatus = PdhGetFormattedCounterValue(
hCounter,PDH_FMT_DOUBLE,&dwOpt,&pfc);
while(pdhStatus == ERROR_SUCCESS) {
//printf("%lf/n", pfc.doubleValue);
pdhStatus = PdhCollectQueryData(hQuery);
PdhGetFormattedCounterValue(hCounter, PDH_FMT_DOUBLE, &dwOpt, &pfc);
}
exit_prog:
PdhCloseQuery(hQuery);
return 0;
}

#undef UNICODE
#undef _UNICODE
#include <windows.h>
#include <tchar.h>
#include <stdio.h>
#include <pdh.h>

#pragma comment(lib, "pdh.lib")

HQUERY hQuery = NULL;

// 处理ctrl-c异常
BOOL WINAPI HandlerRoutine(
  DWORD dwCtrlType   //  control signal type
  ) {
	  if(dwCtrlType == CTRL_C_EVENT) {
		  printf("ctrl c exception/n");
		  if(hQuery) PdhCloseQuery(hQuery);
	  }
	  return false;
}

int main() {
	SetConsoleCtrlHandler(HandlerRoutine, TRUE);

PDH_STATUS pdhStatus;

// open query
	pdhStatus = PdhOpenQuery(0, 0, &hQuery);
	if(pdhStatus != ERROR_SUCCESS) {
		printf("PdhOpenQuery failed/n");
		exit(1);
	}

// construct a counter path
	PDH_COUNTER_PATH_ELEMENTS pcpe;
	TCHAR szFullPathBuffer[MAX_PATH] = TEXT("");
	DWORD dwSize = sizeof(szFullPathBuffer);

pcpe.szMachineName = TEXT("WANGHAIBIN");
	pcpe.szObjectName = TEXT("Processor");
	pcpe.szInstanceName = TEXT("_Total");
	pcpe.szCounterName = TEXT("% Processor Time");
	pcpe.dwInstanceIndex = -1;
	pcpe.szParentInstance = NULL;

pdhStatus = PdhMakeCounterPath(&pcpe, szFullPathBuffer, &dwSize, 0);
	if(pdhStatus != ERROR_SUCCESS) {
		printf("PdhMakeCounterPath failed/n");
		goto exit_prog;
	}
	_tprintf(TEXT("path: %s/n"), szFullPathBuffer);

// add a counter 
	HCOUNTER hCounter;
	pdhStatus = PdhAddCounter(hQuery, szFullPathBuffer, 0, &hCounter);
	//pdhStatus = PdhAddCounter(hQuery, TEXT("//Processor(_Total)//% Processor Time"), 0, &hCounter);
	if(pdhStatus != ERROR_SUCCESS) {
		printf("PdhAddCounter failed/n");
		goto exit_prog;
	}

// collect query data
	pdhStatus = PdhCollectQueryData(hQuery);
	//pdhStatus = PdhCollectQueryDataEx(hQuery, 1, NULL);
	if(pdhStatus != ERROR_SUCCESS) {
		printf("PdhCollectQueryData failed/n");
		goto exit_prog;
	}

// get counter value
	PDH_FMT_COUNTERVALUE pfc;
	DWORD dwOpt;

pdhStatus = PdhGetFormattedCounterValue(
		hCounter,PDH_FMT_DOUBLE,&dwOpt,&pfc);
	while(pdhStatus == ERROR_SUCCESS) {
		//printf("%lf/n", pfc.doubleValue);
		pdhStatus = PdhCollectQueryData(hQuery);
		PdhGetFormattedCounterValue(hCounter, PDH_FMT_DOUBLE, &dwOpt, &pfc);
	}

exit_prog:
	PdhCloseQuery(hQuery);
	return 0;
}

　需要注意的是，上面的% Processor Time中的%和Processor之间有一个空格。不要写错了。
VCKBASE的那篇文章链接：http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1434