让CPU占用率曲线听你指挥(zt)_cpu占用率锯齿状-优快云博客

问题

写一个程序，让用户来决定Windows任务管理器（Task Manager）的CPU占用率。程序越精简越好，计算机语言不限。例如，可以实现下面三种情况：

1. CPU的占用率固定在50%，为一条直线；
2. CPU的占用率为一条直线，但是具体占用率由命令行参数决定（参数范围1~ 100）；
3. CPU的占用率状态是一个正弦曲线。

分析与解法

有一名学生写了如下的代码：

while (true)
{
if (busy)
i++；
else

}

然后她就陷入了苦苦思索：else干什么呢？怎么才能让电脑不做事情呢？CPU使用率为0的时候，到底是什么东西在用CPU？另一名学生花了很多时间构想如何“深入内核，以控制CPU占用率”——可是事情真的有这么复杂么？
MSRA TTG（Microsoft Research Asia, Technology Transfer Group）的一些实习生写了各种解法，他们写的简单程序可以达到如图1-1所示的效果。

图1-1 编码控制CPU占用率呈现正弦曲线形态

看来这并不是不可能完成的任务。让我们仔细地回想一下写程序时曾经碰到的问题，如果我们不小心写了一个死循环，CPU占用率就会跳到最高，并且一直保持 100%。我们也可以打开任务管理器，实际观测一下它是怎样变动的。凭肉眼观察，它大约是1秒钟更新一次。一般情况下，CPU使用率会很低。但是，当用户运行一个程序，执行一些复杂操作的时候，CPU的使用率会急剧升高。当用户晃动鼠标时，CPU的使用率也有小幅度的变化。

那当任务管理器报告CPU使用率为0的时候，谁在使用CPU呢？通过任务管理器的“进程（Process）”一栏可以看到，System Idle Process占用了CPU空闲的时间——这时候大家该回忆起在“操作系统原理”这门课上学到的一些知识了吧。系统中有那么多进程，它们什么时候能“闲下来”呢？答案很简单，这些程序或者在等待用户的输入，或者在等待某些事件的发生（WaitForSingleObject()），或者进入休眠状态（通过 Sleep()来实现）。

在任务管理器的一个刷新周期内，CPU忙（执行应用程序）的时间和刷新周期总时间的比率，就是CPU的占用率，也就是说，任务管理器中显示的是每个刷新周期内CPU占用率的统计平均值。因此，我们写一个程序，让它在任务管理器的刷新期间内一会儿忙，一会儿闲，然后通过调节忙/闲的比例，就可以控制任务管理器中显示的CPU占用率。

【解法一】简单的解法

步骤1 要操纵CPU的usage曲线，就需要使CPU在一段时间内（根据Task Manager的采样率）跑busy和idle两个不同的loop，从而通过不同的时间比例，来获