以编程方式检查应用程序正在使用的内核数量

Programmatically check the number of cores application is using

本文关键字：内核 方式 编程 检查 应用程序      更新时间：2023-10-16

是否有方法以编程方式检查c++应用程序正在使用多少内核?

我正在寻找Windows/Linux解决方案，但当然平台独立的解决方案会更好，我想它要求太多了。

没有办法知道一个应用程序使用了多少核。但是你可以通过来猜测的线程数。

windows:

你会想要使用微软所称的工具帮助库。更具体地说，你会想看看遍历线程列表的例子，它可以让你得到一个应用程序拥有的线程数。

微软真的很喜欢让他们的例子尽可能丑陋，所以这里是我想出的一个漂亮的版本，你给它一个PID，它列出了所有与之相关的线程:

#include <windows.h>
#include <tlhelp32.h>
#include <tchar.h>
#include <cstdio>
bool list(unsigned int PID);
int main(void)
{
    list(5532);
    list(GetCurrentProcessId());
    return 0;
}
bool list(unsigned int PID)
{
    HANDLE thread_snap = INVALID_HANDLE_VALUE;
    THREADENTRY32 te32;
    // Take a snapshot of all running threads
    thread_snap = CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPTHREAD, 0);
    if (thread_snap == INVALID_HANDLE_VALUE) return false;
    // Fill in the size of the structure before using it.
    te32.dwSize = (DWORD)sizeof(THREADENTRY32);
    // Retrieve information about the first thread, and exit if unsuccessful
    if (!Thread32First(thread_snap, &te32))
    {
        CloseHandle(thread_snap);
        return false;
    }
    // Now walk the thread list of the system, and display information about each thread associated with the specified process
    printf("Printing threads for PID %un", PID); 
    do
    {
        if (te32.th32OwnerProcessID == PID)
        {
            printf( "THREAD ID = 0x%08X with base priority %u and delta priority %un", (unsigned int)te32.th32ThreadID, (unsigned int)te32.tpBasePri, (unsigned int)te32.tpDeltaPri);
        }
    }
    while (Thread32Next(thread_snap, &te32));
    printf("Done printing threads for PID %unn", PID);
    //  Don't forget to clean up the snapshot object.
    CloseHandle(thread_snap);
    return true;
}
输入:

5532(我的蒸汽服务进程ID)， GetCurrentProcessId()

输出:

Printing threads for PID 5532
THREAD ID = 0x00000BCC with base priority 8 and delta priority 0
THREAD ID = 0x0000041C with base priority 8 and delta priority 0
THREAD ID = 0x00001924 with base priority 8 and delta priority 0
THREAD ID = 0x00000C9C with base priority 8 and delta priority 0
Done printing threads for PID 5532
Printing threads for PID 9836
THREAD ID = 0x000000FC with base priority 8 and delta priority 0
Done printing threads for PID 9836

你可以假设，如果一个应用程序使用的线程数多于cpu的核数，它可能会使用所有的线程，如果它使用的线程数较少，它可能会使用x个核数，其中x是线程数。

如果你想更进一步，你可以得到每个线程的CPU使用情况，以便更好地近似它使用了多少内核。

另一种方法,我不完全确定的工作是会的所有线程应用程序的CPU使用率和相加(百分比),核心系统的数量,提高这一数字的力量和乘以100 (x^-1*100)其中x是核的数量,然后将所有线程的CPU使用量的比例的百分比多少核心可以处理它所使用的近似多少核。

例如:

给定4个内核和4个线程的应用程序，每个内核中有2个CPU使用率为25%，另外2个CPU使用率为11%。

你可以假设它使用:

(25+25+11+11)/((4^-1)*100) = 2.88个内核

问题:

可能不是所有的内核都以相同的速度运行。在这种情况下，它不会像预期的那样工作。

如果你使用的是c++11，你可以通过std::thread::hardware_concurrency()找到系统的内核数。

或者你也可以遍历进程列表并从中获得进程的线程数，但它不像遍历线程那样具有每个线程的高级信息。

我要在这里给出第二个答案，因为上一个已经足够长了，而这个答案将在一个稍微不同的方向上。

经过进一步的研究，我确定实际上有一种方法可以精确地找出每个线程是/可以运行/运行的内核。我编写的代码大量使用了windows特定的库，但肯定有linux等效的函数。

更具体地说就是使用wbemuuid.lib, comdef.h和Wbemidl.h。

代码: 

#define _WIN32_DCOM
#include <iostream>
#include <comdef.h>
#include <Wbemidl.h>
#include <cstdarg>
#include <string>
#pragma comment(lib, "wbemuuid.lib")
using namespace std;
DWORD affinity(unsigned int ID)
{
    HANDLE threadh = OpenThread(THREAD_SET_INFORMATION | THREAD_QUERY_INFORMATION, FALSE, ID);
    DWORD mask = 1;
    DWORD old = 0;
    while (mask)
    {
        old = SetThreadAffinityMask(threadh, mask);
        if (old)
        {
            SetThreadAffinityMask(threadh, old);
            return old;
        }
        else
        {
            if (GetLastError() != ERROR_INVALID_PARAMETER) return 0;
        }
        mask <<= 1;
    }
    return 0;
}
HRESULT connect(IWbemLocator** pLoc, IWbemServices** pSvc)
{
    HRESULT hres;
    hres = CoInitializeEx(0, COINIT_MULTITHREADED); 
    if (FAILED(hres))
    {
        cout << "Failed to initialize COM library. Error code = 0x" << hex << hres << endl;
        return hres;
    }
    hres = CoInitializeSecurity(NULL, -1, NULL, NULL, RPC_C_AUTHN_LEVEL_DEFAULT, RPC_C_IMP_LEVEL_IMPERSONATE, NULL, EOAC_NONE, NULL);
    if (FAILED(hres))
    {
        cout << "Failed to initialize security. Error code = 0x" << hex << hres << endl;
        CoUninitialize();
        return hres;
    }
    hres = CoCreateInstance( CLSID_WbemLocator, 0, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_IWbemLocator, (LPVOID*)&(*pLoc));
    if (FAILED(hres))
    {
        cout << "Failed to create IWbemLocator object." << " Error code = 0x" << hex << hres << endl;
        CoUninitialize();
        return hres;
    }
    hres = (*pLoc)->ConnectServer(_bstr_t(L"ROOT\CIMV2"), NULL, NULL, 0, NULL, 0, 0, &(*pSvc));
    if (FAILED(hres))
    {
        cout << "Could not connect. Error code = 0x" << hex << hres << endl;
        (*pLoc)->Release(); 
        CoUninitialize();
        return hres;
    }
    hres = CoSetProxyBlanket((*pSvc), RPC_C_AUTHN_WINNT, RPC_C_AUTHZ_NONE, NULL, RPC_C_AUTHN_LEVEL_CALL, RPC_C_IMP_LEVEL_IMPERSONATE, NULL, EOAC_NONE);
    if (FAILED(hres))
    {
        cout << "Could not set proxy blanket. Error code = 0x" << hex << hres << endl;
        (*pSvc)->Release();
        (*pLoc)->Release();     
        CoUninitialize();
        return hres;
    }
    return hres;
}
HRESULT query(IWbemLocator** pLoc, IWbemServices** pSvc, IEnumWbemClassObject** pEnum, const char* qry)
{
    HRESULT hres;
    hres = (*pSvc)->ExecQuery(bstr_t("WQL"), bstr_t(qry), WBEM_FLAG_FORWARD_ONLY | WBEM_FLAG_RETURN_IMMEDIATELY, NULL, &(*pEnum));
    if (FAILED(hres))
    {
        cout << "Query for operating system name failed." << " Error code = 0x" << hex << hres << endl;
        (*pSvc)->Release();
        (*pLoc)->Release();
        CoUninitialize();
        return 1;
    }
    return hres;
}
HRESULT parse(IWbemLocator** pLoc, IWbemServices** pSvc, IEnumWbemClassObject** pEnum, IWbemClassObject** pCls, size_t n_args, ...)
{
    HRESULT hres;
    ULONG uReturn = 0;
    while (pEnum)
    {
        hres = (*pEnum)->Next(WBEM_INFINITE, 1, &(*pCls), &uReturn);
        if (0 == uReturn)
        {
            break;
        }
        VARIANT vtProp;
        va_list vl;
        va_start(vl, n_args);
        for (size_t i = 0; i < n_args; i++)
        {
            const char* name = va_arg(vl, const char*);
            int wchars_num =  MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, name, -1, NULL, 0);
            wchar_t* wname = new wchar_t[wchars_num];
            MultiByteToWideChar(CP_UTF8 , 0, name, -1, wname, wchars_num);
            hres = (*pCls)->Get(wname, 0, &vtProp, 0, 0);
            wcout << wname << " : " << std::to_wstring((size_t)vtProp.bstrVal) << " : " << affinity((DWORD)vtProp.bstrVal) << endl;
            delete[] wname;
        }
        va_end(vl);
        VariantClear(&vtProp);
    }
    return hres;
}
int main(int argc, char **argv)
{
    string qry = "SELECT * FROM Win32_PerfFormattedData_PerfProc_Thread WHERE IDProcess = 7424";
    HRESULT hres;
    IWbemLocator* pLoc = NULL;
    IWbemServices* pSvc = NULL;
    IEnumWbemClassObject* pEnum = NULL;
    IWbemClassObject* pCls = NULL;
    hres = connect(&pLoc, &pSvc);
    if (FAILED(hres)) return 1;
    hres = query(&pLoc, &pSvc, &pEnum, qry.c_str());
    if (FAILED(hres)) return 1;
    hres = parse(&pLoc, &pSvc, &pEnum, &pCls, 1, "IDThread");
    if (FAILED(hres)) return 1;
    pSvc->Release();
    pLoc->Release();
    pEnum->Release();
    pCls->Release();
    CoUninitialize();
    return 0;   
}

Prime95停止时输出:

IDThread : 9072 : 15
IDThread : 7052 : 15

Prime95运行时有4个工作线程时的输出:

IDThread : 9072 : 15
IDThread : 7052 : 15
IDThread : 5600 : 1
IDThread : 5888 : 2
IDThread : 2888 : 4
IDThread : 9348 : 8
PercentProcessorTime : 0
PercentProcessorTime : 0
PercentProcessorTime : 70
PercentProcessorTime : 83
PercentProcessorTime : 80
PercentProcessorTime : 75

Prime95运行时有2个工作线程的输出:

IDThread : 9072 : 15
IDThread : 7052 : 15
IDThread : 2352 : 15
IDThread : 8396 : 15

解释:

稍微解释一下代码:

  • 7424为Prime95的PID。
  • SELECT * FROM Win32_PerfFormattedData_PerfProc_Thread WHERE IDProcess = 7424是我用来列出与特定PID相关的所有线程的查询。你可以在这里找到Win32_PerfFormattedData_PerfProc_Thread提供的所有信息。你所要做的就是把给parse()的参数从ThreadID切换到PercentProcessorTime，它将输出CPU使用百分比。
  • 代码是非常丑陋和可能不安全的，它也是一个严重修改版本的例子:从MSDN从本地计算机获取WMI数据。

亲和力:

函数affinity()设置一个新的线程亲和性来获取旧的线程亲和性，然后再设置回旧的线程亲和性。现在，我不确定如何从亲和中得到实际的核数，我所知道的是，如果是1，它在核数1上运行，如果是2，它在核数2上运行，如果是7，它在核数4和3上运行，或者沿着这些线。我还没有完全弄明白。

移植到linux:

在linux上这就简单多了，例如可以通过sched_getcpu/sched_getaffinity来获取内核。用一点谷歌，我相信你可以找到一个方法来列出与进程相关的所有线程。

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