当前位置导航:炫浪网>>网络学院>>编程开发>>JAVA教程>>Java进阶

在Java应用程序中监视CPU的使用


  怎样在Java中得到CPU的使用情况呢?这儿同时有一个好消息和一个坏消息。坏消息是不能使用纯Java的方法得到CPU的使用。没有这方面的直接的API。一个建议的替代方法是通过Runtime.exec()确定JVM的进程ID(PID),调用外部的、平台相关的命令,例如ps,然后在运行结果中解析出感兴趣的PID。但是,这种方法并不理想。
  
  可以采用一个更为可靠的方案:跳出Java,写几行C代码,然后通过JNI进行整合。下面我将向你展示编写一个Win32平台的简单的JNI库是多么简单。
  
  一般来说,JNI有点复杂。但是,如果你仅仅单向调用--从Java调用本地代码,并且仅使用基本型进行通讯--事情还是很简单的。有许多JNI方面的学习资料,所以这儿我就不介绍JNI的基础了。我仅介绍我的实现步骤。
  
  一、在Java中声明JNI方法
  开始,我创建一个声明了本地方法的类com.vladium.utils.SystemInformation,该方法返回当前进程已使用的CPU的毫秒数。
  
  public staticnative long getProcessCPUTime();
  
  使用JDK内置的javah工具产生将来本地代码实现使用的C头。
  
  JNIEXPORT jlong JNICALLJava_com_vladium_utils_SystemInformation_getProcessCPUTime (JNIEnv * env, jclass cls)
  
  二、本地方法实现
  在大多数的Win32平台上,该方法可以使用GetProcessTimes()系统调用实现,差不多仅需要3行代码就可以了:
  
  JNIEXPORT jlong JNICALLJava_com_vladium_utils_SystemInformation_getProcessCPUTime (JNIEnv * env, jclass cls){
  FILETIME creationTime, exitTime, kernelTime, userTime;    GetProcessTimes (s_currentProcess, & creationTime, & exitTime, & kernelTime, & userTime);
  return (jlong) ((fileTimeToInt64 (& kernelTime) + fileTimeToInt64 (& userTime)) /
  (s_numberOfProcessors * 10000));}
  
  该方法首先累加用于执行当前进程的核心和用户代码耗费的时间,除以处理器的数目,并把结果转换到毫秒。fileTimeToInt64()是一个辅助函数,用于把FILETIME结构的数据转换为64位的整数。s_currentProcess 和 s_numberOfProcessors是全局变量,当JVM装载本地库时即初始化。
  
  static HANDLE s_currentProcess;static int s_numberOfProcessors;JNIEXPORT jint JNICALLJNI_OnLoad (JavaVM * vm, void * reserved){
  SYSTEM_INFO systemInfo;
  s_currentProcess = GetCurrentProcess ();
  GetSystemInfo (& systemInfo);
  s_numberOfProcessors = systemInfo.dwNumberOfProcessors;  return JNI_VERSION_1_2;}
  
  注意,如果你在UNIX平台上实现getProcessCPUTime(),你应该以getrusage系统调用开始。
  
  三、调用本地方法
  回到Java中,在SystemInformation类中,装载本地库(silib.dll on Win32)最好通过静态初始化代码块完成。
  
  private static final String SILIB = "silib";
  static  {
  try    {
  System.loadLibrary (SILIB);
  }    catch (UnsatisfiedLinkError e)
      {
        System.out.println ("native lib '" + SILIB + "' not found in 'java.library.path': "      + System.getProperty ("java.library.path"));            throw e; // re-throw    }  }
  
  注意,getProcessCPUTime()返回自JVM进程创建以来使用的CPU时间。就这个数据本身而言,对于这儿并没有太多的用处。我需要更有用的Java方法来记录不同的时刻的数据快照(data snapshots),并报告任何两个时间点之间CPU的使用。
  
  public static final class CPUUsageSnapshot  {
  private CPUUsageSnapshot (long time, long CPUTime)
      {
  m_time = time;
  m_CPUTime = CPUTime;
      }
          public final long m_time, m_CPUTime;
        }
   // end of nested class
      public static CPUUsageSnapshot makeCPUUsageSnapshot ()
    {
      return new CPUUsageSnapshot (System.currentTimeMillis (), getProcessCPUTime ());
    }
      public static double getProcessCPUUsage (CPUUsageSnapshot start, CPUUsageSnapshot end)
    {
      return ((double)(end.m_CPUTime - start.m_CPUTime)) / (end.m_time - start.m_time);
    }
  
  四、一个简单的CPU监视程序
  “CPU监视API”基本就完成了!最后,我创建了一个singleton的线程类CPUUsageThread,它自动地每过一个时间间隔(默认是0.5秒)就拍下一个数据快照,并报告给所有的CPU使用事件的监听者(Observer模式)。
  
  public void run ()  {
  while (! isInterrupted ())    {
  final SystemInformation.CPUUsageSnapshot snapshot  = SystemInformation.makeCPUUsageSnapshot ();      notifyListeners (snapshot);
  try      {
  sleep (sleepTime);      }
  catch (InterruptedException e)      {        return;      }    }  }
  
  CPUmon类是一个示例的监听器,仅简单地把CPU的使用情况打印输出到System.out。
  
  [code]  public static void main (String [] args) throws Exception  {    if (args.length == 0)      throw new IllegalArgumentException ("usage: CPUmon ");
  CPUUsageThread monitor = CPUUsageThread.getCPUThreadUsageThread ();    CPUmon _this = new CPUmon ();
  Class app = Class.forName (args [0]);
  Method appmain = app.getMethod ("main", new Class [] {String[].class});
  String [] appargs = new String [args.length - 1];    System.arraycopy (args, 1, appargs, 0, appargs.length);        monitor.addUsageEventListener (_this);    monitor.start ();    appmain.invoke (null, new Object [] {appargs});  }[/code]
  
  另外,为了能够在启动要监视的应用程序之前开始CPUUsageThread,CPUmon.main()包装了另一个Java主类。
  作为演示,我运行CPUmon和JDK1.3.1的SwingSet2示例程序(不要忘了把silib.dll安装到OS的PATH环境变量或者java.library.path系统属性所覆盖的路径下):
  
  >java -Djava.library.path=. -cp silib.jar;(my JDK install dir)\demo\jfc\SwingSet2\SwingSet2.jar CPUmon SwingSet2
  
  [PID: 339] CPU usage: 46.8%
  [PID: 339] CPU usage: 51.4%
  [PID: 339] CPU usage: 54.8%
  (while loading, the demo uses nearly 100% of one of the two CPUs on my machine)
  ...
  [PID: 339] CPU usage: 46.8%
  [PID: 339] CPU usage: 0%
  [PID: 339] CPU usage: 0%
  (the demo finished loading all of its panels and is mostly idle)
  ...
  [PID: 339] CPU usage: 100%
  [PID: 339] CPU usage: 98.4%
  [PID: 339] CPU usage: 97%
  (I switched to the ColorChooserDemo panel which ran a CPU-intensive
  animation that used both of my CPUs)
  ...
  [PID: 339] CPU usage: 81.4%
  [PID: 339] CPU usage: 50%
  [PID: 339] CPU usage: 50%
  (I used Windows NT Task Manager to adjust the CPU affinity for the
  "java" process to use a single CPU)
  ...
  
  当然,我也可以通过任务管理器查看到CPU使用信息,这儿的要点是现在我们可以以编程方式记录该信息。对于长时间运行测试和服务器应用诊断程序,迟早会派上用场。本文附带的完整的库中添加了其它一些有用的本地方法,其中一个可以得到进程的PID(用于与外部工具整合)。
相关内容
赞助商链接