查询系统和进程状态信息

windows C++ 

1. 系统CPU利用率

理论支持

1.CPU利用率：CPU工作时间与总时间的比值。

2.Windows下任务管理器CPU利用率的由来：

        a.CPU使用率：在任务管理器的刷新周期内CPU工作时间与刷新周期的比值。

        b.任务管理器默认的刷新周期是1s。

3.windows下，CPU只会处于两种状态：陷入内核和陷入用户。

4.若干公式：

        a.利用率 = CPU工作时间 / 时间间隔 （一段时间内，如1s内）

        b.工作时间 = 内核态工作时间 +用户态工作时间。

        c.时间间隔 = 工作时间 + 空闲时间 = 内核时间 + 用户时间。

5.当空闲时，CPU进入内核执行System Idle Process。打开任务管理器->进程->最下面，System Idle Process所持有CPU即此刻空闲CPU。故内核时间等于内核态工作时间与CPU整体空闲时间之和。

综上所述：

        A.CPU利用率 = （用户时间
+ 内核时间 - 空闲时间） / （用户时间
+ 内核时间）

        B.CPU利用率 = （用户时间
+ 内核时间 - 空闲时间）/
间隔时间 

函数和结构体

1.函数GetSystemTimes

原型：BOOL GetSystemTimes(LPFILETIME lpIdleTime, LPFILETIME lpKernelTime, LPFILETIME lpUserTime)

返回值：成功返回0，否则非0

功能：获取CPU处于空闲、内核、用户态的时间。

        A.自开机以来

        B.所有CPU的时间和

2.FILETIME结构

typedef struct _FILETIME {
DWORD dwLowDateTime;
DWORD dwHighDateTime;

} FILETIME, *PFILETIME;

DWORD = unsigned long，4字节32位

3.提取FILETIME时间：

方法一

ULARGE_INTEGER ul;

ul.HighPart = ft.dwHighDateTime;

ul.LowPart = ft.dwLowDateTime;

ul.QuadPart即ft代表的时间，单位0.1微秒

方法二

ULONGLONG ull = ft.dwHighDateTime;

ull = ull<<32 | ft.dwLowDateTime;

4.ULARGE_INTEGER结构：

typedef union _ULARGE_INTEGER {
struct {
DWORD LowPart;
DWORD HighPart;
};
struct {
DWORD LowPart;
DWORD HighPart;
} u;
ULONGLONG QuadPart;
} ULARGE_INTEGER, *PULARGE_INTEGER;
ULARGE_INTEGER实为联合体，专用于表示64位无符号大长整形。

将FILETIME还原为64位无符号大长整形：将FILETIME高32位、低32位分别赋值给ULARGE_INTEGER高、低32位，然后ULARGE_INTEGER的QuadPart即结果。

程序实现

ULONGLONG CompareFileTime(const FILETIME &ft1, const FILETIME &ft2)
{
ULARGE_INTEGER ul1;
ul1.HighPart = ft1.dwHighDateTime;
ul1.LowPart = ft1.dwLowDateTime;

ULARGE_INTEGER ul2;
ul2.HighPart = ft2.dwHighDateTime;
ul2.LowPart = ft2.dwLowDateTime;

return ul2.QuadPart - ul1.QuadPart;
}

int GetSystemCpu(){
FILETIME ftPreIdle, ftPreUser, ftPreKernel;
FILETIME ftIdle, ftUser, ftKernel;

if(!GetSystemTimes(&ftPreIdle, &ftPreKernel, &ftPreUser))
{
std::cout<<"First GetSystemTimes Error"<<std::endl;
return;
}

Sleep(n);

if(!GetSystemTimes(&ftIdle, &ftKernel, &ftUser))
{
std::cout<<"Second GetSystemTimes Error"<<std::endl;
return;
}

ULONGLONG ullIdle = CompareFileTime(ftPreIdle, ftIdle);
ULONGLONG ullKernel = CompareFileTime(ftPreKernel, ftKernel);
ULONGLONG ullUser = CompareFileTime(ftPreUser, ftUser);

double dCpu1 = (ullKernel+ullUser-ullIdle)*100.0 / (ullKernel+ullUser);
double dCpu2 = (ullKernel+ullUser-ullIdle)*100.0 / (n*1000*10*iCpuNum);

return static_cast<int>(dCpu1+0.5);
}
2. 进程CPU利用率

如果说系统CPU利用率是一段时间内所有进程运行时间占总时间的比值，则进程CPU利用率即为一段时间内该进程运行时间占总时间的比值，故：

进程CPU利用率 = 进程运行时间 / 总时间

辅助函数

1.函数GetProcessTimes

原型：BOOL GetProcessTimes(

HANDLE hProcess, LPFILETIME lpCreationTime, LPFILETIME lpExitTime, LPFILETIME  lpKernelTime, LPFILETIME lpUserTime)

返回值：成功返回0，否则非0

功能：获取进程创建时间、退出时间、内核时间、用户时间。

        A.创建时间和退出时间是UNIX时间戳。

        B.若进程尚未退出，lpExitTime值不确定。

        C.lpKernelTime和lpUserTime要考虑多处理器情况。

        D.即便不需要创建时间和退出时间也必须保证传入的lpCreationTime和lpExitTime有意义。

程序实现

HANDLE GetProcessHandle(const std::string &sProcessName)
{
PROCESSENTRY32 pe32;
pe32.dwSize = sizeof(pe32);

HANDLE hProcessSnap = CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPPROCESS, 0);
BOOL bMore = Process32First(hProcessSnap, &pe32);
while(bMore)
{
if(!sProcessName.compare(pe32.szExeFile))
{
HANDLE hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, pe32.th32ProcessID);
return hProcess;
}
bMore=::Process32Next(hProcessSnap,&pe32);
}

std::cout<<"Not Found The Process Of Server:"<<sProcessName<<std::endl;
return INVALID_HANDLE_VALUE;
}

int GetProcessCpu(const std::string &sProcessName)
{
HANDLE hProcess = GetProcessHandle(sProcessName);
if(INVALID_HANDLE_VALUE == hProcess)
{
std::cout<<"Get Process Handle Fail"<<std::endl;
return -1;
}

SYSTEM_INFO si;
GetSystemInfo(&si);
int iCpuNum = si.dwNumberOfProcessors;

FILETIME ftPreKernelTime, ftPreUserTime;
FILETIME ftKernelTime, ftUserTime;
FILETIME ftCreationTime, ftExitTime;

if(!GetProcessTimes(hProcess, &ftCreationTime, &ftExitTime, &ftPreKernelTime, &ftPreUserTime))
{
std::cout<<"First GetProcessTimes Error:"<< GetLastError()<<std::endl;
return -1;
}

Sleep(INTERVAL);

if(!GetProcessTimes(hProcess, &ftCreationTime, &ftExitTime, &ftKernelTime, &ftUserTime))
{
std::cout<<"GetProcessTimes Error:"<< GetLastError()<<std::endl;
return -1;
}

ULONGLONG ullKernelTime = CompareFileTime(ftPreKernelTime, ftKernelTime);
ULONGLONG ullUserTime = CompareFileTime(ftPreUserTime, ftUserTime);

double dCpu = (ullKernelTime+ullUserTime)*100.0 / (cpuNum*INTERVAL*10000);

return static_cast<int>(dCpu + 0.5);
}