CN103164321A - 中央处理器占用率测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种中央处理器占用率测量方法及装置。方法包括：在第一任务发生上下文切换时，记录第一任务切换到的CPU，并统计第一任务在切换到的CPU上的执行时间长度，执行时间长度是指切换到的CPU执行第一任务的时间长度；在当前测量周期到达时，获取第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的执行时间长度，将在当前测量周期获取的第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的执行时间长度与在上一个测量周期获取的第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的执行时间长度的差值，与测量周期之比，作为第一任务对每个执行过第一任务的CPU的执行占用率。本发明技术方案提高了CPU占用率的准确度和精度。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种中央处理器占用率测量方法及装置。
背景技术
中央处理器（Central Processing Unit，简称为CPU）占用率是评估系统，特别是系统性能和实时性评估的关键指标，在嵌入式系统和其他对实时性和性能要求较高的操作系统领与，精确统计CPU占用率是进行其他系统评估和优化等开发的先决条件。
传统统计CPU占用率的方法是每隔一个时钟周期触发一次时钟中断，在时钟中断处理函数中更新CPU执行第一任务的时间，其中，时钟中断发生在哪个第一任务执行期间，就认为在该时钟周期内CPU被该第一任务占用；用户态工具同样每隔一个时钟周期就通过内核接口读取CPU执行第一任务的时间，然后确定CPU在该时钟周期内执行第一任务的时间，将所确定的CPU在该时钟周期内执行第一任务的时间与该时钟周期之比作为被认为在该时钟周期内占用CPU的第一任务的CPU占用率。这种方法统计出的CPU占用率准确度不高，且只能统计第一任务总的CPU占用率，在多核架构下粒度较粗，精度不高。
发明内容
本发明实施例提供一种中央处理器占用率测量方法及装置，用以提高CPU占用率的准确度和精度。
第一方面提供一种中央处理器占用率测量方法，包括：
在第一任务发生上下文切换时，记录所述第一任务切换到的中央处理器，并统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的执行时间长度，所述执行时间长度是指所述切换到的中央处理器执行所述第一任务的时间长度；
在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度，将在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度与在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度的差值，与测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的执行占用率。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，所述中断时间长度是指所述切换到的中央处理器因执行中断例程而停止执行所述第一任务的时间长度；
在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度，将在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度与在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的中断占用率。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，包括：
记录所述中断例程的入口和出口的时间点，将所述两个时间点之差作为所述中断时间长度。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：对于第一中央处理器，将所述第一中央处理器执行过的各个任务分别对所述第一中央处理器的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一中央处理器的总执行占用率；其中，所述第一中央处理器是执行过所述第一任务的任意一个中央处理器。
结合第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：对于第一中央处理器，将所述第一中央处理器执行过的各个任务分别对所述第一中央处理器的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一中央处理器的总中断占用率；其中，所述第一中央处理器是执行过所述第一任务的任意一个中央处理器。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述方法还包括：将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对中央处理器的总执行占用率。
结合第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述方法还包括：将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对中央处理器的总中断占用率。
结合第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式或第一方面的第五种可能的实现方式或第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述方法还包括：显示所述第一任务对每个执行所述第一任务的中央处理器的执行占用率和所述第一任务对每个执行所述第一任务的中央处理器的中断占用率。
第二方面提供一种中央处理器占用率测量装置，包括：
内核处理模块，用于在第一任务发生上下文切换时，记录所述第一任务切换到的中央处理器，并统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的执行时间长度，所述执行时间长度是指所述切换到的中央处理器执行所述第一任务的时间长度；
采样模块，用于在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度；
计算模块，用于将所述采样模块在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度与所述采样模块在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度的差值，与测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的执行占用率。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述内核处理模块，还用于在所述第一任务发生上下文切换时，统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，所述中断时间长度是指所述切换到的中央处理器因执行中断例程而停止执行所述第一任务的时间长度；
所述采样模块，还用于在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度；
所述计算模块，还用于将所述采样模块在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度与所述采样模块在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的中断占用率。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述内核处理模块用于统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，包括：
所述内核处理模块具体用于记录所述中断例程的入口和出口的时间点，将所述两个时间点之差作为所述中断时间长度。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述计算模块，还用于对于第一中央处理器，将所述第一中央处理器执行过的各个任务分别对所述第一中央处理器的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一中央处理器的总执行占用率；其中，所述第一中央处理器是执行过所述第一任务的任意一个中央处理器。
结合第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述计算模块，还用于对于第一中央处理器，将所述第一中央处理器执行过的各个任务分别对所述第一中央处理器的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一中央处理器的总中断占用率；其中，所述第一中央处理器是执行过所述第一任务的任意一个中央处理器。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式或第二方面的第三种可能的实现方式或第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述计算模块，还用于将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对中央处理器的总执行占用率。
结合第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述计算模块，还用于将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对中央处理器的总中断占用率。
结合第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式或第二方面的第三种可能的实现方式或第二方面的第四种可能的实现方式或第二方面的第五种可能的实现方式或第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述装置还包括：显示模块，用于显示所述第一任务对每个执行所述第一任务的中央处理器的执行占用率和所述第一任务对每个执行所述第一任务的中央处理器的中断占用率。
本发明实施例提供的中央处理器占用率测量方法及装置，通过在任务发生上下文切换时，记录任务切换到的CPU，并统计任务在切换到的CPU上的执行时间长度，当测量周期到达时，可以获取任务在每个执行过该任务的CPU上的执行时间长度，将前后两次测量周期获取的任务在每个CPU上的执行时间长度之差作为任务在测量周期内在每个CPU上的执行时间长度，将这些时间长度分别与测量周期进行相比，将这些相比的结果作为该任务对每个CPU的执行占用率，与现有技术相比，本发明实施例可以精确到每个任务对各CPU的占用率，故提高了统计出的占用率的准确度和精度，可以满足多核架构的应用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领与普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种CPU占用率测量方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的任务发生上下文切换的一种示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种CPU占用率测量方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的任务发生上下文切换的另一种示意图；
图5为本发明实施例提供的一种CPU占用率测量装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种CPU占用率测量装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的又一CPU占用率测量装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领与普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种CPU占用率测量方法的流程图。如图1所示，所述方法包括：
101、在第一任务发生上下文切换时，记录第一任务切换到的CPU，并统计第一任务在所述切换到的CPU上的执行时间长度，所述执行时间长度是指所述切换到的CPU执行所述第一任务的时间长度。
在本实施例中，第一任务可以是任何可以被CPU执行的任务，所述第一任务仅是为了便于描述才在任务之前冠以“第一”，这里的第一既没有个数的限定，也没有先后顺序的限定。
为了同时适应多核架构对CPU占用率统计精度和准确性等方面的需求，在本实施例中，CPU占用率测量装置在第一任务发生上下文切换时，记录第一任务切换到的CPU，然后统计所切换到的CPU执行第一任务的时间长度，作为第一任务在所切换到的CPU上的执行时间长度。如果第一任务发生了多次上下文切换，则CPU占用率测量装置会记录每次上下文切换所切换到的CPU，并会统计每个切换到的CPU执行第一任务的时间长度。
为了便于理解，CPU占用率测量装置在第一任务发生上下文切换时，记录第一任务切换到的CPU，并统计第一任务在所切换到的CPU上的执行时间长度，本实施例通过图2对此进行示意。
如图2所示，在t0时刻，第一任务发生了上下文切换，则第一CPU在t0时刻以前执行第二任务，从t0时刻开始执行第一任务，CPU占用率测量装置记录第一任务发生上下文切换的时间点t0（该时间点t0也是第一任务切换入第一CPU的时间点）和所切换到的CPU，即第一CPU；在t1时刻，第一任务发生了上下文切换，从第一CPU切换到了第二CPU，从t1时刻开始，第一CPU继续执行第二任务，而第二CPU开始执行第一任务，CPU占用率测量装置记录第一任务发生上下文切换的时间点t1（该时间点t1也是第一任务切换出第一CPU的时间点，也是切换入第二CPU的时间点）。其中，CPU占用率测量装置可以将时间点t1与时间点t0的差值作为第一任务在第一CPU上的执行时间长度。
如图2所示，在t2时刻，第一任务发生了上下文切换，CPU占用率测量装置记录第一任务发生上下文切换的时间点t2（该时间点t2也是第一任务切换出第二CPU的时间点），从t2时刻开始，第一CPU开始执行第三任务。对于第一任务在时刻t2发生的切换后的过程不再赘述，第一任务可能是结束，或者可能是继续切换到其他CPU上。CPU占用率测量装置可以将时刻t2与时刻t1的差值作为第一任务在第二CPU上的执行时间长度。
102、在当前测量周期到达时，获取第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度，将在当前测量周期获取的第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度与在上一个测量周期获取的第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率。
在本实施例中，CPU占用率测量装置预先设置测量周期，周期性的测量与CPU相关的各种占用率。基于此，在当前测量周期到达时，CPU占用率测量装置获取第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度，然后将在当前测量周期获取的第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的执行时间长度，与上一个测量周期获取的第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的执行时间长度相减，将所述相减结果作为第一任务在当前测量周期内在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度，将所述相减结果与所述测量周期相比，作为第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率，也就是每个CPU执行所述第一任务占用的CPU资源的百分比。
结合上述图2进行举例说明。CPU占用率测量装置获取第一任务在第一CPU上的执行时间长度，即t1-t0，并获取第一任务在第二CPU上的执行时间长度，即t2-t1。本实施例中，假设测量周期为T，则如果当前测量周期为测量开始的第一个周期，则第一任务对第一CPU的执行占用率为（t1-t0）/T，第一任务对第二CPU的执行占用率为（t2-t1）/T；如果当前测量周期不是测量开始的第一个周期，则假设上一测量周期获取的第一任务在第一CPU上的执行时间长度为△t10，第一任务在第二CPU上的执行时间长度为△t20，则在当前测量周期，CPU占用率测量装置测量到的第一任务对第一CPU的执行占用率为（t1-t0-△t10）/T，第一任务对第二CPU的执行占用率为（t2-t1-△t20）/T。
由上述可见，本实施例通过在任务发生上下文切换时，记录任务切换到的CPU，并统计任务在切换到的CPU上的执行时间长度，当测量周期到达时，可以获取任务在每个执行过该任务的CPU上的执行时间长度，将前后两次测量周期获取的任务在每个CPU上的执行时间长度之差作为任务在测量周期内在每个CPU上的执行时间长度，将这些时间长度分别与测量周期进行相比，将这些相比的结果作为该任务对每个CPU的执行占用率，与现有技术相比，本发明实施例可以精确到每个任务对各CPU的占用率，故提高了统计出的占用率的准确度和精度，可以满足多核架构的应用需求。
进一步的，每个执行过第一任务的CPU在执行第一任务的过程中可能会被中断例程所打断，基于此，还可以了解第一任务对每个执行过第一任务的CPU的中断占用率。在本发明以下实施例中，详细说明了如何计算第一任务对每个执行过第一任务的CPU的中断占用率的过程。
图3为本发明实施例提供的另一种CPU占用率测量方法的流程图。如图3所示，所述方法包括：
301、在第一任务发生上下文切换时，记录第一任务切换到的CPU，并统计第一任务在所述切换到的CPU上的执行时间长度，统计所述第一任务在所述切换到的CPU上的中断时间长度，所述执行时间长度是指所述切换到的CPU执行所述第一任务的时间长度，所述中断时间长度是指所述切换到的CPU因执行中断例程而停止执行所述第一任务的时间长度。
在本实施例中，第一任务可以是任何可以被CPU执行的任务，所述第一任务仅是为了便于描述才在任务之前冠以“第一”，这里的第一既没有个数的限定，也没有先后顺序的限定。
为了同时适应多核架构对CPU占用率统计精度和准确性等方面的需求，在本实施例中，CPU占用率测量装置在第一任务发生上下文切换时，记录第一任务切换到的CPU，然后统计所切换到的CPU执行第一任务的时间长度，作为第一任务在所切换到的CPU上的执行时间长度。如果第一任务发生了多次上下文切换，则CPU占用率测量装置会记录每次上下文切换所切换到的CPU，并会统计每个切换到的CPU执行第一任务的时间长度。
进一步，本实施例考虑到切换到的CPU在执行第一任务的过程中可能会被中断例程所打断，基于此，还可以了解第一任务对所述切换到的CPU的中断占用率。基于此，CPU占用率测量装置还需要统计所述切换到的CPU执行第一任务的时间长度，即中断时间长度。
为了便于理解，CPU占用率测量装置在第一任务发生上下文切换时，记录第一任务切换到的CPU，并统计第一任务在所切换到的CPU上的执行时间长度，统计第一任务在所切换到的CPU上的中断时间长度，本实施例通过图4对此进行示意。
如图4所示，在t0时刻，第一任务发生了上下文切换，则第一CPU在t0时刻以前执行第二任务，从t0时刻开始执行第一任务，CPU占用率测量装置记录第一任务发生上下文切换的时间点t0（该时间点t0也是第一任务切换入第一CPU的时间点）和所切换到的CPU，即第一CPU；在t1时刻，第一CPU开始执行中断例程并停止第一任务的执行，在t2时刻结束中断例程的执行并开始继续执行第一任务，CPU占用率测量装置记录中断例程的开始时间点t1和结束时间点t2，则时间点t2与时间点t1的差值即为第一任务在第一CPU上的中断时间长度；在t3时刻，第一任务发生了上下文切换，从第一CPU切换到了第二CPU，从t3时刻开始，第一CPU继续执行第二任务，而第二CPU开始执行第一任务，CPU占用率测量装置记录第一任务发生上下文切换的时间点t3（该时间点t3也是第一任务切换出第一CPU的时间点，也是切换入第二CPU的时间点）。其中，CPU占用率测量装置可以将时间点t3与时间点t2的差值，与时间点t1与时间点t0的差值相加，将所述相加结果作为第一任务在第一CPU上的执行时间长度。
如图4所示，在t4时刻，CPU开始执行中断例程并停止第一任务的执行，在t5时刻，结束中断例程的执行并开始继续执行第一任务，CPU占用率测量装置记录中断例程的开始时间点t4和结束时间点t5，则时间点t5与时间点t4的差值即为第一任务在第二CPU上的中断时间长度；在t6时刻，第一任务发生上下文切换，CPU占用率测量装置记录第一任务发生上下文切换的时间点t6（该时间点t6也是第一任务切换出第二CPU的时间点），从t6时刻开始，第一CPU开始执行第三任务。对于第一任务在时刻t6发生的切换后的过程不再赘述，第一任务可能是结束，或者可能是继续切换到其他CPU上。CPU占用率测量装置可以将时间点t6与时间点t5的差值，与时间点t4与时间点t3的差值相加，将所述相加结果作为第一任务在第二CPU上的执行时间长度。
其中，CPU占用率测量装置统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，包括：CPU占用率测量装置记录所述中断例程的入口和出口的时间点，将所述两个时间点之差作为所述中断时间长度。
302、在当前测量周期到达时，获取第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度，将在当前测量周期获取的第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度与在上一个测量周期获取的第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率，并获取所述第一任务在每个执行所述第一任务的CPU上的中断时间长度，将在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的中断时间长度与在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的中断时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的中断占用率。
在本实施例中，CPU占用率测量装置预先设置测量周期，周期性的测量与CPU相关的各种占用率。基于此，在当前测量周期到达时，CPU占用率测量装置获取第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度，然后将在当前测量周期获取的第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的执行时间长度，与上一个测量周期获取的第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的执行时间长度相减，将所述相减结果作为第一任务在当前测量周期内在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度，将所述相减结果与所述测量周期相比，作为第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率，也就是每个CPU执行所述第一任务占用的CPU资源的百分比。
进一步，在当前测量周期到达时，CPU占用率测量装置还可以获取第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的中断时间长度，然后将在当前测量周期获取的第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的中断时间长度，与上一个测量周期获取的第一任务在每个执行过第一任务的CPU上的中断时间长度相减，将所述相减结果作为第一任务在当前测量周期内在每个执行过所述第一任务的CPU上的中断时间长度，将所述相减结果与所述测量周期相比，作为第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的中断占用率，也就是每个CPU在执行所述第一任务过程中执行中断例程所占用的CPU资源的百分比。
结合上述图4进行举例说明。CPU占用率测量装置获取第一任务在第一CPU上的执行时间长度，即（t3-t2）+（t1-t0），并获取第一任务在第二CPU上的执行时间长度，即（t6-t5）+（t4-t3）。本实施例中，假设测量周期为T，则如果当前测量周期为测量开始的第一个周期，则第一任务对第一CPU的执行占用率为（（t3-t2）+（t1-t0））/T，第一任务对第二CPU的执行占用率为（（t6-t5）+（t4-t3））/T；如果当前测量周期不是测量开始的第一个周期，则假设上一测量周期获取的第一任务在第一CPU上的执行时间长度为△t10，第一任务在第二CPU上的执行时间长度为△t20，则在当前测量周期，CPU占用率测量装置测量到的第一任务对第一CPU的执行占用率为（（t3-t2）+（t1-t0）-△t10）/T，第一任务对第二CPU的执行占用率为（（t6-t5）+（t4-t3）-△t20）/T。
CPU占用率测量装置获取第一任务在第一CPU上的中断时间长度，即t2-t1，并获取第一任务在第二CPU上的中断时间长度，即t5-t4。本实施例中，假设测量周期为T，则如果当前测量周期为测量开始的第一个周期，则第一任务对第一CPU的中断占用率为（t2-t1）/T，第一任务对第二CPU的中断占用率为（t5-t4）/T；如果当前测量周期不是测量开始的第一个周期，则假设上一测量周期获取的第一任务在第一CPU上的中断时间长度为△t30，第一任务在第二CPU上的中断时间长度为△t40，则在当前测量周期，CPU占用率测量装置测量到的第一任务对第一CPU的中断占用率为（（t2-t1）-△t30）/T，第一任务对第二CPU的中断占用率为（（t5-t4）-△t40）/T。
由上述可见，本实施例通过在任务发生上下文切换时，记录任务切换到的CPU，并统计任务在切换到的CPU上的执行时间长度，当测量周期到达时，可以获取任务在每个执行过该任务的CPU上的执行时间长度，将前后两次测量周期获取的任务在每个CPU上的执行时间长度之差作为任务在测量周期内在每个CPU上的执行时间长度，将这些时间长度分别与测量周期进行相比，将这些相比的结果作为该任务对每个CPU的执行占用率，与现有技术相比，本发明实施例可以精确到每个任务对各CPU的占用率，故提高了统计出的占用率的准确度和精度，可以满足多核架构的应用需求；进一步，本实施例还可以高准确性和高精度的获取每个任务对各CPU的中断占用率。
基于上述各个涉及到执行占有率的实施例，在一可选实施方式中，CPU占用率测量装置还可以计算每个CPU的总执行占用率。为便于描述，将执行过第一任务中的任意一个CPU称为第一CPU。则对于第一CPU，CPU占用率测量装置可以将第一CPU执行过的各任务分别对第一CPU的执行占用率相加，将相加结果作为第一CPU的总执行占用率。
基于上述各个涉及中断占有率的实施例，在另一可选实施方式中，CPU占用率测量装置还可以计算每个CPU的总中断占用率。为便于描述，将执行过第一任务中的任意一个CPU称为第一CPU。则对于第一CPU，CPU占用率测量装置可以将第一CPU执行过的各个任务分别对第一CPU的中断占用率相加，将相加结果作为第一CPU的总中断占用率。
基于上述各个涉及到执行占有率的实施例，在一可选实施方式中，CPU占用率测量装置还可以将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对CPU的总执行占用率。
基于上述各个涉及到中断占有率的实施例，在一可选实施方式中，CPU占用率测量装置还可以将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对CPU的总中断占用率。
基于上述各个涉及到中断占用率和执行占用率的实施例，在一可选实施方式中，CPU占用率测量装置还可以显示所述第一任务对每个执行所述第一任务的CPU的执行占用率和所述第一任务对每个执行所述第一任务的CPU的中断占用率。
下面通过具体应用场景，对本发明各实施例的技术方案进行举例说明。
技术人员优化了单板上任务A的性能（消耗CPU的时间少了），该单板CPU有8个核，测量周期设置为3秒。CPU占用率测量装置在第一次测量周期时第一次采样到任务A自执行以来在第一CPU上运行时间为22秒，中断时间为2秒；在第二CPU上运行时间为2秒，中断时间为0.3秒；在第三CPU上运行时间为3秒，中断时间为1秒；其它CPU上运行时间均为0秒。3秒后CPU占用率测量装置第二次采样到任务A执行以来在第一CPU上运行时间23.为2秒，中断时间为2秒；在第二CPU上运行时间为2.3秒，中断时间为1.2秒；在第三CPU上运行时间为3.6秒，中断时间为2秒；其它CPU上运行时间均为0秒。
则任务A对第一CPU的执行占用率为（23.2-22）/3=40%，中断占用率为（2-2）/3=0%；任务A对第二CPU的执行占用率为（2.3-2）/3=10%，中断占用率为（1.2-0.3）/3=30%；任务A对第三CPU的执行占用率为（3.6-3）/3=20%，中断占用率为（2-1）/3=33.3%；任务A对其它CPU的执行占用率和中断占用率为0。
另外，在该单板上还运行着任务B和任务C。与任务A相类似，CPU占用率测量装置计算任务B对第一CPU的执行占用率为20%，对第二CPU的执行占用率为30%，对第三CPU的执行占用率为10%，对第四CPU的执行占用率为10%；计算任务C对第一CPU的执行占用率为10%，对第二CPU的执行占用率为10%，对第三CPU的执行占用率为10%，对第四CPU的执行占用率为10%。进一步，CPU占用率测量装置还查看了这3秒内各CPU的整体使用情况，发现第一CPU的总占用率为40%+20%+10%=70%，第二CPU的总占用率为10%+30%+10%=50%，第三CPU的总占用率为20%+10%+10%=40%，第四CPU的总占用率为0+10%+10%=20%，其它CPU的总占用率为0。具体的，CPU占用率测量装置将每个CPU上运行的任务对该CPU的执行占用率之和作为该CPU的总执行占用率。
进一步，CPU占用率测量装置类似可以得到每CPU的总中断占用率。
CPU占用率测量装置将每个任务对CPU的执行占用率和中断占用率，以及每个CPU的总执行占用率和总中断占用率显示给上述技术人员，以供该技术人员能够了解是否达到优化任务A的效果。
在另一应用场景中，用户发现某双核手机很卡，则可以通过CPU占用率测量装置查看该手机的CPU的各种占用率，从而确定比较占资源的任务。假设结果是：发现任务A对CPU的总执行占用率为90%，包括对第一CPU的执行占用率为40%，对第二CPU的执行占用率为50%，对第一CPU的中断占用率为10%，对第二CPU的中断占用率为20%。
由上述场景可见，CPU占用率测量装置通过在任务上下文切换时获取当前任务所在CPU，解决了现在技术未统计任务在每个CPU上执行时间的缺陷，从而可以计算任务对每个CPU的执行占用率，使得对CPU的各种占用率的统计更加精细化，满足了多核架构的应用需求。
图5为本发明实施例提供的一种CPU占用率测量装置的结构示意图。如图5所示，所述装置包括：内核处理模块51、采样模块52和计算模块53。
内核处理模块51，用于在第一任务发生上下文切换时，记录所述第一任务切换到的CPU，并统计所述第一任务在所述切换到的CPU上的执行时间长度，所述执行时间长度是指所述切换到的CPU执行所述第一任务的时间长度。
采样模块52，与内核处理模块51连接，用于在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度。
计算模块53，与采样模块52连接，用于将采样模块52在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度与采样模块52在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度的差值，与测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率。
在一可选实施方式中，内核处理模块51还用于在第一任务发生上下文切换时，统计所述第一任务在所述切换到的CPU上的中断时间长度，所述中断时间长度是指所述切换到的CPU因执行中断例程而停止执行所述第一任务的时间长度。相应的，采样模块52，还用于在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行所述第一任务的CPU上的中断时间长度。相应的，计算模块53，还用于将采样模块52在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的中断时间长度与采样模块52在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的中断时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的中断占用率。
其中，内核处理模块51用于统计所述第一任务在所述切换到的CPU的中断时间长度，包括：
内核处理模块51具体可用于记录所述中断例程的入口和出口的时间点，将所述两个时间点之差作为所述中断时间长度。
在一可选实施方式中，计算模块53还用于对于第一CPU，将所述第一CPU执行过的各个任务分别对所述第一CPU的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一CPU的总执行占用率；其中，所述第一CPU是执行过所述第一任务的任意一个CPU。
在一可选实施方式中，计算模块53还用于对于第一CPU，将所述第一CPU执行过的各个任务分别对所述第一CPU的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一CPU的总中断占用率；其中，所述第一CPU是执行过所述第一任务的任意一个CPU。
在一可选实施方式中，计算模块53还用于将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对CPU的总执行占用率。
在一可选实施方式中，计算模块53还用于将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对CPU的总中断占用率。
在一可选实施方式中，如图6所示，所述CPU占用率测量装置还包括：显示模块54。
显示模块54，与计算模块53连接，用于显示所述第一任务对每个执行所述第一任务的CPU的执行占用率和所述第一任务对每个执行所述第一任务的CPU的中断占用率。
在此说明，本实施例涉及的各CPU可以是CPU占用率测量装置上的CPU，也可以是独立于所述CPU占用率测量装置的其他多核系统上的CPU，对此本发明不做限定。
本实施例提供的CPU占用率测量装置的各功能模块可用于执行图1或图3所示方法实施例的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。
本实施例提供的CPU占用率测量装置，通过在任务发生上下文切换时，记录任务切换到的CPU，并统计任务在切换到的CPU上的执行时间长度，当测量周期到达时，可以获取任务在每个执行过该任务的CPU上的执行时间长度，将前后两次测量周期获取的任务在每个CPU上的执行时间长度之差作为任务在测量周期内在每个CPU上的执行时间长度，将这些时间长度分别与测量周期进行相比，将这些相比的结果作为该任务对每个CPU的执行占用率，与现有技术相比，本实施例提供的CPU占用率测量装置可以精确到每个任务对各CPU的占用率，故提高了统计出的占用率的准确度和精度，可以满足多核架构的应用需求。
图7为本发明实施例提供的又一CPU占用率测量装置的结构示意图。如图7所示，所述装置包括：存储器71和处理器72。
存储器71，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器71可以包含高速RAM存储器，也可以包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。
处理器72，用于执行存储器71存储的程序，以用于：在第一任务发生上下文切换时，记录所述第一任务切换到的CPU，并统计所述第一任务在所述切换到的CPU上的执行时间长度，所述执行时间长度是指所述切换到的CPU执行所述第一任务的时间长度；并在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度；将在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度与在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的执行时间长度的差值，与测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率。
处理器72可能是一个CPU，或者是特定集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，简称为ASIC），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
在此说明，处理器72与上述涉及的执行过第一任务的CPU并不相同。
在一可选实施方式中，处理器72还用于在第一任务发生上下文切换时，统计所述第一任务在所述切换到的CPU上的中断时间长度，所述中断时间长度是指所述切换到的CPU因执行中断例程而停止执行所述第一任务的时间长度；并在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行所述第一任务的CPU上的中断时间长度；将在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的中断时间长度与在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的CPU上的中断时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的中断占用率。
其中，处理器72用于统计所述第一任务在所述切换到的CPU的中断时间长度，包括：
处理器72具体可用于记录所述中断例程的入口和出口的时间点，将所述两个时间点之差作为所述中断时间长度。
在一可选实施方式中，处理器72还用于对于第一CPU，将所述第一CPU执行过的各个任务分别对所述第一CPU的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一CPU的总执行占用率；其中，所述第一CPU是执行过所述第一任务的任意一个CPU。
在一可选实施方式中，处理器72还用于对于第一CPU，将所述第一CPU执行过的各个任务分别对所述第一CPU的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一CPU的总中断占用率；其中，所述第一CPU是执行过所述第一任务的任意一个CPU。
在一可选实施方式中，处理器72还用于将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对CPU的总执行占用率。
在一可选实施方式中，处理器72还用于将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的CPU的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对CPU的总中断占用率。
在一可选实施方式中，如图7所示，所述CPU占用率测量装置还包括：显示器73。
显示器73，用于显示所述第一任务对每个执行所述第一任务的CPU的执行占用率和所述第一任务对每个执行所述第一任务的CPU的中断占用率。
进一步可选的，所述CPU占用率测量装置还包括：通信接口74。通信接口74，主要负责完成所述CPU占用率测量装置与其他设备之间的通信。
在此说明，本实施例涉及的各可执行任务的CPU可以是所述CPU占用率测量装置上不同于处理器72的其他CPU，也可以是独立于所述CPU占用率测量装置的其他多核系统上的CPU，对此本发明不做限定。
可选的，在具体实现上，如果存储器71、处理器72、显示器73和通信接口74独立实现，则存储器71、处理器72、显示器73和通信接口74可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构（Industry Standard Architecture，简称为ISA）总线、外部设备互连（PeripheralComponent，简称为PCI）总线或扩展工业标准体系结构（Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA）总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器71、处理器72、显示器73和通信接口74集成在一块芯片上实现，则存储器71、处理器72、显示器73和通信接口74可以通过内部接口完成相同间的通信。
本实施例提供的CPU占用率测量装置可用于执行图1或图3所示方法实施例的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。
本实施例提供的CPU占用率测量装置，通过在任务发生上下文切换时，记录任务切换到的CPU，并统计任务在切换到的CPU上的执行时间长度，当测量周期到达时，可以获取任务在每个执行过该任务的CPU上的执行时间长度，将前后两次测量周期获取的任务在每个CPU上的执行时间长度之差作为任务在测量周期内在每个CPU上的执行时间长度，将这些时间长度分别与测量周期进行相比，将这些相比的结果作为该任务对每个CPU的执行占用率，与现有技术相比，本实施例提供的CPU占用率测量装置可以精确到每个任务对各CPU的占用率，故提高了统计出的占用率的准确度和精度，可以满足多核架构的应用需求。
本领与普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领与的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (16)
1.一种中央处理器占用率测量方法，其特征在于，包括：
在第一任务发生上下文切换时，记录所述第一任务切换到的中央处理器，并统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的执行时间长度，所述执行时间长度是指所述切换到的中央处理器执行所述第一任务的时间长度；
在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度，将在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度与在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度的差值，与测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的执行占用率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，所述中断时间长度是指所述切换到的中央处理器因执行中断例程而停止执行所述第一任务的时间长度；
在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度，将在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度与在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的中断占用率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，包括：
记录所述中断例程的入口和出口的时间点，将所述两个时间点之差作为所述中断时间长度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
对于第一中央处理器，将所述第一中央处理器执行过的各个任务分别对所述第一中央处理器的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一中央处理器的总执行占用率；其中，所述第一中央处理器是执行过所述第一任务的任意一个中央处理器。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，还包括：
对于第一中央处理器，将所述第一中央处理器执行过的各个任务分别对所述第一中央处理器的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一中央处理器的总中断占用率；其中，所述第一中央处理器是执行过所述第一任务的任意一个中央处理器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对中央处理器的总执行占用率。
7.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对中央处理器的总中断占用率。
8.根据权利要求2-7任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
显示所述第一任务对每个执行所述第一任务的中央处理器的执行占用率和所述第一任务对每个执行所述第一任务的中央处理器的中断占用率。
9.一种中央处理器占用率测量装置，其特征在于，包括：
内核处理模块，用于在第一任务发生上下文切换时，记录所述第一任务切换到的中央处理器，并统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的执行时间长度，所述执行时间长度是指所述切换到的中央处理器执行所述第一任务的时间长度；
采样模块，用于在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度；
计算模块，用于将所述采样模块在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度与所述采样模块在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的执行时间长度的差值，与测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的执行占用率。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述内核处理模块，还用于在所述第一任务发生上下文切换时，统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，所述中断时间长度是指所述切换到的中央处理器因执行中断例程而停止执行所述第一任务的时间长度；
所述采样模块，还用于在当前测量周期到达时，获取所述第一任务在每个执行所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度；
所述计算模块，还用于将所述采样模块在当前测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度与所述采样模块在上一个测量周期获取的所述第一任务在每个执行过所述第一任务的中央处理器上的中断时间长度的差值，与所述测量周期之比，作为所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的中断占用率。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述内核处理模块用于统计所述第一任务在所述切换到的中央处理器上的中断时间长度，包括：
所述内核处理模块具体用于记录所述中断例程的入口和出口的时间点，将所述两个时间点之差作为所述中断时间长度。
12.根据权利要求9-11任一项所述的装置，其特征在于，
所述计算模块，还用于对于第一中央处理器，将所述第一中央处理器执行过的各个任务分别对所述第一中央处理器的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一中央处理器的总执行占用率；其中，所述第一中央处理器是执行过所述第一任务的任意一个中央处理器。
13.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，
所述计算模块，还用于对于第一中央处理器，将所述第一中央处理器执行过的各个任务分别对所述第一中央处理器的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一中央处理器的总中断占用率；其中，所述第一中央处理器是执行过所述第一任务的任意一个中央处理器。
14.根据权利要求9-13任一项所述的装置，其特征在于，
所述计算模块，还用于将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的执行占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对中央处理器的总执行占用率。
15.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，
所述计算模块，还用于将所述第一任务对每个执行过所述第一任务的中央处理器的中断占用率相加，将相加结果作为所述第一任务对中央处理器的总中断占用率。
16.根据权利要求10-15任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
显示模块，用于显示所述第一任务对每个执行所述第一任务的中央处理器的执行占用率和所述第一任务对每个执行所述第一任务的中央处理器的中断占用率。
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Application publication date: 20130619 |