控制CPU曲线变化

最新推荐文章于 2022-11-21 19:23:12 发布

原创最新推荐文章于 2022-11-21 19:23:12 发布 · 783 阅读

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#cpu #线程 #C++

网上有很多关于控制CPU曲线的文章，大部分是从《编程之美》上的题目得到的解决思路。本文从网上的文章进行了参考借鉴，对相应的程序进行了修改。主题框架是从网上借鉴的。加进了部分修改和整理，以及修改过程中的知识点。

1、解决思路

CPU占用率=1秒内CPU执行命令的时间/1秒，想控制CPU占用率曲线即控制CPU忙时间同CPU空闲时间的比值。比如1秒内，有0.5秒（500 毫秒）为CPU忙的时间，剩下的时间0.5秒为空闲时间，则其占用率为50%。

如何令CPU忙呢？大部分为让程序执行空语句，这里空语句转换成机器指令大概为5条语句（这个结果是通过汇编语言推断出来的结果）。

这里补充一下关于CPU执行命令快慢的参数的知识。主频是我们判断CPU计算速度快慢的重要参数。比如本人电脑的CPU为1.9GHz，4核，它代表一秒可以执行4*1.9*10^9次运算周期（这里说的有点不专业），每个周期可以执行两条指令。也就是说每秒可以执行2*4*1.9*10^9条指令，这里的指令是指机器语言的指令。（我们用C++编写的指令需编译链接后才可转换为机器指令其条数也会发生变化，一搬会变多，比如一个空语句转换为机器指令可以转换为5条指令）。

这一点说明我们也可以通过控制执行语句的条数来控制CPU忙的时间，本文采用控制CPU忙的时间来实现控制CPU占用率的目的。

让CPU空闲，本文使用Sleep()函数。

具体代码为：

while(1)
{

startTime= GetTickCount();                                                //获得当前时间（单位为毫秒）
while((GetTickCount()-startTime)<=(INTERVAL/2));    //控制程序忙时间
Sleep(INTERVAL/2);                                                            //控制CPU空闲时间

}

以上代码为较核心代码。

具体程序代码为：

#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <iostream>
#define COUNT 200 //数组个数

const double SPLIT = 0.01;     //间隔
const double PI = 3.14159265;   //常数
const double SLOPE = 200;    //锯齿幅度
const int       INTERVAL = 100;    //正选波幅度

using namespace std;

DWORD WINAPI SineThread(LPVOID Sine)        //创建可以产生CPU曲线的线程
{
DWORD busySpan[COUNT];                  //数组，存储空语句运算次数
DWORD idleSpan[COUNT];                  //存储sleep语句运算次数
int half = INTERVAL/2;                  //为sin函数找中间值
double radian = 0.0;                    //从0-1的增长
DWORD startTime;
int i;
for (i=0; i<COUNT; i++)                //构造正选型信号数组
{
  busySpan[i] = (DWORD)(half + half*sin(2*PI*radian));
  idleSpan[i] = (DWORD)(INTERVAL - busySpan[i]);
  int a=0;
  a=radian;
  radian = radian-a;
  radian += SPLIT;
                                       //cout<<radian<<endl;//radian从0到1变化
}
i = 0;
while(1)
{
  i %= COUNT;
  startTime = GetTickCount();
    while((GetTickCount()-startTime) <= busySpan[i])
   {;
      }
  Sleep(idleSpan[i]);
  i++;
}
return 0;
}

DWORD WINAPI SawThread(LPVOID Saw)                    //定义产生锯齿波的线程
{
DWORD busySpan[COUNT];                            //忙数组
DWORD idleSpan[COUNT];                            //空闲数组

double radian = 0.0;                              //斜率，或者说新的百分比
                                                   //double BUCHANG=200;
DWORD startTime;
int i;

for (i=0; i<COUNT; i++)                               //COUNT=200
{
                                                    //i %= INTERVAL;//INTERVAL=300
  int a=SLOPE*radian;
  busySpan[i] = (DWORD)(a%100);                //SLOPE=200
  idleSpan[i] = (DWORD)(INTERVAL - busySpan[i]);
  radian += SPLIT;                                  //间隔=0.075
}
i = 0;
while(1)
{
  i %= COUNT;
  startTime = GetTickCount();
  while((GetTickCount()-startTime) <= busySpan[i])
   ;
  Sleep(idleSpan[i]);
  i++;
}
return 0;
}
DWORD WINAPI LineThread(LPVOID Line){
DWORD startTime;
while(1)
{

startTime= GetTickCount();
while((GetTickCount()-startTime)<=(INTERVAL/2));
Sleep(INTERVAL/2);

}
return 0;
}

int main()
{
HANDLE hThread1, hThread2;
HANDLE hThread3;
DWORD dwThreadId1, dwThreadId2;
DWORD dwThreadId3;

hThread1 =CreateThread(NULL, 0, SineThread, 0, CREATE_SUSPENDED, &dwThreadId1);//创建线程，在制定的CPU上运行
//hThread2 = CreateThread(NULL, 0, SawThread, 0, CREATE_SUSPENDED, &dwThreadId2);//创建线程，在指定的CPU上运行
hThread3 = CreateThread(NULL, 0, LineThread, 0, CREATE_SUSPENDED, &dwThreadId3);
SetThreadAffinityMask(hThread1, 1);
                                                                                  //SetThreadAffinityMask(hThread2, 0x00000001);
SetThreadAffinityMask(hThread3, 2);
ResumeThread(hThread1);                                                           //激活指定线程
//ResumeThread(hThread2);
ResumeThread(hThread3);                                                           //激活指定线程
SuspendThread(GetCurrentThread());
return 0;
}

得到的结果为：