CPU占用率

下面是头文件

/**//************************************************************************/
/**//* 
* 作者：cpp
* 日期：2008-09-05
* 内容：提供了一个CSystemInformation类，该类可以获取CPU厂家,
*                CPU频率，CPU个数，当前使用的CPU，系统运行时占用的
*                CPU比率，系统运行的Idle时间，User时间以及Kernel时间
*                获取某个进程的句柄个数，获取随机数（比编译器自带更灵活），
*                以及将长整数(long long )转换为浮点数，宽字节与窄字节之间的互换
*
* 注意：有几个函数仅可以用在windows xp系统上，在其他系统上将失效或不起作用
*                因此，调用时需要注意，另外，如果转入到其他编译器_WIN32_WINNT用来
*                指示需要windows xp系统
*/
/**//************************************************************************/

#pragma once

#include<sstream>
#include <cassert>

#ifndef _WINBASE_
#include <WinBase.h>
#endif // _WINBASE_H

//#define  _WIN32_WINNT // 该值已经在stdafx.h中被声明过，只能够用在winxp系统上

typedef struct _SYSTEM_BASIC_INFORMATION {
    BYTE Reserved1[24];
    PVOID Reserved2[4];
    CCHAR NumberOfProcessors;
} SYSTEM_BASIC_INFORMATION;  // 结构等同于SYSTEM_INFO

typedef struct
{
    long long             IdleTime;
    DWORD           dwReversed[76];
} SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION;

typedef struct _SYSTEM_PROCESS_INFORMATION {
    ULONG NextEntryOffset;
    BYTE Reserved1[52];
    PVOID Reserved2[3];
    HANDLE UniqueProcessId;
    PVOID Reserved3;
    ULONG HandleCount;
    BYTE Reserved4[4];
    PVOID Reserved5[11];
    SIZE_T PeakPagefileUsage;
    SIZE_T PrivatePageCount;
    LARGE_INTEGER Reserved6[6];
} SYSTEM_PROCESS_INFORMATION;

typedef struct
{
    LARGE_INTEGER liKeBootTime;
    LARGE_INTEGER liKeSystemTime;
    LARGE_INTEGER liExpTimeZoneBias;
    ULONG         uCurrentTimeZoneId;
    DWORD         dwReserved;
} SYSTEM_TIME_INFORMATION;  // 等同于GetSystemTimes获取到的三个数据

class CSystemInformation
{
public:
// 定义基础数据类型
    typedef std::basic_string<TCHAR> string;
    typedef std::basic_stringstream<TCHAR> stringstream;
    typedef std::basic_string<BYTE>  byteString;

public:
    enum SYSTEM_INFORMATION
    {
        SystemBasicInformation = 0,
        SystemPerformanceInformation = 2,
        SystemTimeInformation  = 3,
    };
protected:
    typedef DWORD (WINAPI* NTQUERYSYSTEMINFOMATION) (         
        SYSTEM_INFORMATION SystemInformationClass,
        PVOID SystemInformation,
        ULONG SystemInformationLength,
        PULONG ReturnLength );

public:
    CSystemInformation(void);
public:
    ~CSystemInformation(void);
public:
    // 获取基础信息系统，并返回处理
    const LPSYSTEM_INFO GetSystemInfo(void);

protected:
    // 处理错误消息
    void ProcessErrorMessage(TCHAR* ErrorText);
public:
    // 产生给定长度的随机数，由windows系统产生，比C编译器产生的更加随机
    byteString GenRandom(int len);

public:
    // 返回转换后的wchar_t指针，并返回长度
    wchar_t* ToChar(const char* str, int* len);
public:
    // 返回转换后的char指针，并返回长度
    char* ToChar(const wchar_t* str, int* len);
public:
    // 获取本地机器的CPU硬件信息
    string GetCPUCompany(void);
public:
    // 获取CPU个数
    int GetCPUNumbers(void);
public:
    // 获取当前CPU编号-即当前使用的是哪个CPU
    int GetCurrentCPU(void);
public:
    // 获取某个打开进程的句柄个数
    long GetProcessHandleCount(HANDLE hProcess);
public:
    // 获取系统空闲时间
    LPFILETIME GetIdleTime(void);

public:
    // 获取系统核心运行时间
    LPFILETIME GetKernelTime(void);
    // 获取用户运行时间
    LPFILETIME GetUserTime(void);
public:
    // 获取系统（空闲，核心以及用户）运行时间
    void GetSystemTimes(LPFILETIME IdleTime, LPFILETIME KernelTime, LPFILETIME UserTime,  bool ImmediateRet=false);
public:
    // 获取CPU占用率
    double GetCPURate(void);
public:
    // 将64位的长整数转换为64位的实数
    double LongInt2Double(LARGE_INTEGER want);
public:
    double LongInt2Double(long long want)
    {
        LARGE_INTEGER _want;
        memcpy( &_want, &want, sizeof(LARGE_INTEGER) );
        return LongInt2Double(  _want );
    }
    double LongInt2Double(FILETIME want)
    {        
        LARGE_INTEGER _want;
        memcpy( &_want, &want, sizeof(LARGE_INTEGER) );
        return LongInt2Double( _want);
    }
public:
    // 获取CPU的频率，高字节部分为主频，低字节部分为次频，以GHz为单位
    int GetCPUFrenquence(void);
public:
    // 获取当前使用的CPU编号
    int GetCurrentUseCPU(void);

public:
    // 获取注册表所能够达到的最大尺寸，以字节为单位
    long GetMaxRegisterSize(void);
public:
    // 获取当前注册表的尺寸，以字节为单位
    long GetCurrRegisterSize(void);

private:
    long long  m_IdleTime;
    long long m_KernelTime;
    long long  m_UserTime;
    // 用来表示是否已经获取了系统的信息，true为已经获取，false为没有获取
    bool m_bHasSystemInfo;
    wchar_t    *m_pWChar;
    char    *m_pchar;
private:
    // 系统信息
    SYSTEM_INFO m_system_info;
private:
    // NTDLL.DLL 句柄
    HMODULE m_hNtDll;
    // NtQuerySystemInformation 函数地址
    NTQUERYSYSTEMINFOMATION NtQuerySystemInformation; 
};

下面是实现文件:
 

/**//************************************************************************/
/**//* 
* 作者：cpp
* 日期：2008-09-05
* 内容：提供了一个CSystemInformation类，该类可以获取CPU厂家,
*                CPU频率，CPU个数，当前使用的CPU，系统运行时占用的
*                CPU比率，系统运行的Idle时间，User时间以及Kernel时间
*                获取某个进程的句柄个数，获取随机数（比编译器自带更灵活），
*                将长整数(long long )转换为浮点数，宽字节与窄字节之间的互换
*                注册表最大容量，当前注册表容量
*/
/**//************************************************************************/

//#include "stdafx.h"
#include <windows.h>
#include "SystemInformation.h"
#include <WinCrypt.h>
#include <winbase.h>

CSystemInformation::CSystemInformation()
: m_bHasSystemInfo(false)
{
    m_pWChar = NULL;
    m_pchar = NULL;
    m_hNtDll = NULL;

    m_bHasSystemInfo = false;

    ::memset( &m_system_info, 0, sizeof(m_system_info));

    m_hNtDll = ::LoadLibrary(TEXT("ntdll.dll"));
    if( NULL == m_hNtDll)
    {
        this->ProcessErrorMessage(TEXT("没有载入ntdll.dll文件!"));
        return ;
    }
    this->NtQuerySystemInformation = (NTQUERYSYSTEMINFOMATION) GetProcAddress(
            m_hNtDll, "NtQuerySystemInformation"
        );
    if( NULL== NtQuerySystemInformation )
    {
        this->ProcessErrorMessage(TEXT("没有找到NtQuerySystemInformation地址!"));
        return ;
    }
    
}

CSystemInformation::~CSystemInformation()
{
    if( NULL != m_pWChar)
    {
        delete []m_pWChar;
        m_pWChar = NULL;
    }

    if( NULL != m_pchar )
    {
        delete []m_pchar;
        m_pchar = NULL;
    }
    
    if( NULL != m_hNtDll )
    {
        FreeLibrary(m_hNtDll);
        m_hNtDll = NULL;
    }

}

void CSystemInformation::ProcessErrorMessage( TCHAR* ErrorText )
{
    LPVOID lpMsgBuf;

    FormatMessage( 
        FORMAT_MESSAGE_ALLOCATE_BUFFER | FORMAT_MESSAGE_FROM_SYSTEM,
        NULL,
        GetLastError(),
        MAKELANGID(LANG_NEUTRAL, SUBLANG_DEFAULT), // Default language
        (LPTSTR) &lpMsgBuf,
        0,
        NULL 
        );
    stringstream ss;
    ss << TEXT("警告：") << ErrorText << TEXT("存在下面的错误：\n")
        << lpMsgBuf << std::endl;
    MessageBox(NULL, ss.str().c_str(), TEXT("程序错误"), MB_ICONSTOP);
    LocalFree(lpMsgBuf);
}

const LPSYSTEM_INFO CSystemInformation::GetSystemInfo( void )
{
    ::GetSystemInfo( &m_system_info );
    m_bHasSystemInfo = true;
    return &m_system_info;
}

CSystemInformation::byteString CSystemInformation::GenRandom( int len )
{
    HCRYPTPROV hCryptProc;
    TCHAR*     UserName = TEXT("MyKeyContainer");
    if( ! CryptAcquireContext(&hCryptProc, UserName, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_NEWKEYSET ) )
    {
        ProcessErrorMessage(TEXT("没有得到加密锁!"));
        return byteString();
    }

    byteString bstr;
    try
    {
        BYTE *pbBuffer = new BYTE[len];
        if( !CryptGenRandom( hCryptProc, len, pbBuffer) )
        {
            ProcessErrorMessage(TEXT("没有产生得到随机数!"));
        }
        bstr = pbBuffer;
    }catch()
    {
        ProcessErrorMessage(TEXT("GenRandom--没有足够内存!"));
    }
    CryptReleaseContext(hCryptProc,0);
    return bstr;
}

wchar_t* CSystemInformation::ToChar( const char* str, int* len )
{
    int strLen = strlen(str);
    try
    {
        if ( NULL != m_pWChar)
        {
            if( sizeof(m_pWChar)/sizeof(m_pWChar[0]) < strLen+1 )
            {
                delete[] m_pWChar;
                m_pWChar = new wchar_t[strLen+1 ];
            }
        } 
        else
        {
                m_pWChar = new wchar_t[strLen+1 ];
        }
        *len = strLen + 1;
    }
    catch()
    {
        ProcessErrorMessage(TEXT("没有足够内存!"));
        *len = 0;
    }
    return m_pWChar;
}

char* CSystemInformation::ToChar( const wchar_t* str, int* len )
{
    int wStrLen = ::wcslen(str);
    try
    {
        if ( sizeof(m_pchar)/sizeof(m_pchar[0]) < wStrLen+1 )
        {
            delete [] m_pchar;
            m_pchar = new char [ wStrLen+1];
        } 
        else
        {
            m_pchar = new char [ wStrLen+1];
        }
        *len = wStrLen;        
    }
    catch()
    {
        ProcessErrorMessage(TEXT("没有足够内存!"));
        *len = 0;
    }

    return m_pchar;
}
// 获取本地机器的CPU类型
CSystemInformation::string CSystemInformation::GetCPUCompany( void )
{
    if( ! m_bHasSystemInfo )
        this->GetSystemInfo();

    WORD processor = HIWORD( m_system_info.dwOemId );

    stringstream ss;
    switch ( processor )
    {
    case PROCESSOR_ARCHITECTURE_INTEL:
        ss << TEXT("Intel CPU")   ; 
            break;
    case PROCESSOR_ARCHITECTURE_AMD64:
            ss <<TEXT("Amd64 CPU") ;
            break;
    case PROCESSOR_ARCHITECTURE_ARM:
            ss <<TEXT("Arm CPU")  ;            
            break;
    case PROCESSOR_ARCHITECTURE_ALPHA:
            ss <<TEXT("Alpha CPU") ;        
            break;
    case PROCESSOR_ARCHITECTURE_IA64:
            ss <<TEXT("IA64 CPU") ;
            break;
    default:
            ss <<  TEXT("unknown CPU") ;
            break;
    }
    return ss.str();
}

// 获取CPU个数
int CSystemInformation::GetCPUNumbers(void)
{
    if( !m_bHasSystemInfo )
        this->GetSystemInfo();

    return m_system_info.dwNumberOfProcessors;
}

// 获取当前CPU编号-即当前使用的是哪个CPU
// 系统最多支持32个CPU
int CSystemInformation::GetCurrentCPU(void)
{
    if( !m_bHasSystemInfo )
        this->GetSystemInfo();

    int current_cpu = 1;
    for(int i=0; i< 32; i++)
    {
        if( m_system_info.dwActiveProcessorMask & ( 1<<i) )
        {
            current_cpu = i;
            break;
        }
    }
    return current_cpu+1;
}

// 获取某个打开进程的句柄个数
long CSystemInformation::GetProcessHandleCount(HANDLE hProcess)
{
    DWORD dwProcessCount = 0;

/**//*    if( !::GetProcessHandleCount(hProcess,&dwProcessCount) )
    {
        ProcessErrorMessage(TEXT("获取进程内句柄个数失败!"));
        dwProcessCount = 0;
    }
*/
    return dwProcessCount;
}

// 获取系统空闲时间
LPFILETIME CSystemInformation::GetIdleTime(void)
{
/**//*
    if( !::GetSystemTimes((LPFILETIME)&m_IdleTime,(LPFILETIME) &m_KernelTime, (LPFILETIME)&m_UserTime))
    {
            ProcessErrorMessage(TEXT("获取系统运行时间错误!"));
    }
*/
    return (LPFILETIME)&m_IdleTime;
}

// 获取系统核心运行时间
LPFILETIME CSystemInformation::GetKernelTime(void)
{
/**//*
    if(! ::GetSystemTimes((LPFILETIME)&m_IdleTime,(LPFILETIME) &m_KernelTime, (LPFILETIME)&m_UserTime))
    {
            ProcessErrorMessage(TEXT("获取系统运行时间错误!"));
    }
*/
    return (LPFILETIME)&m_KernelTime;
}

// 获取用户运行时间
LPFILETIME CSystemInformation::GetUserTime(void)
{
  /**//*
    if( ! ::GetSystemTimes((LPFILETIME)&m_IdleTime, (LPFILETIME)&m_KernelTime, (LPFILETIME)&m_UserTime) )
    {
            ProcessErrorMessage(TEXT("获取系统运行时间错误!"));
    }
  */
    return (LPFILETIME)&m_UserTime;
}


// 同时获取获取系统（空闲，核心以及用户）运行时间
void CSystemInformation::GetSystemTimes(LPFILETIME IdleTime, LPFILETIME KernelTime, LPFILETIME UserTime, bool ImmediateRet /**//*=false*/)
{
/**//*
    if( ! ::GetSystemTimes( IdleTime, KernelTime, UserTime) )
    {
            ProcessErrorMessage(TEXT("获取系统运行时间错误!"));
    }
*/
    if( ImmediateRet )
        return ;

    memcpy( &m_IdleTime, IdleTime, sizeof( FILETIME) );
    memcpy( &m_KernelTime, KernelTime, sizeof( FILETIME) );
    memcpy( &m_UserTime, UserTime, sizeof(FILETIME) );

}

// 获取CPU占用率
double CSystemInformation::GetCPURate(void)
{
    SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION  SysPerfInfo;
    SYSTEM_TIME_INFORMATION        SysTimeInfo;
    SYSTEM_BASIC_INFORMATION       SysBaseInfo;

    double IdleTime = 0 ;
    static double OldIdleTime = 0;   
    double SystemTime = 0;
    static double OldSystemTime = 0;

    if( NtQuerySystemInformation )
    {
        DWORD status = NtQuerySystemInformation(SystemBasicInformation, &SysBaseInfo, 
                sizeof(SYSTEM_BASIC_INFORMATION), NULL);
        //GetSystemInfo();

        if ( NO_ERROR != status)
        {
            ProcessErrorMessage(TEXT("没有获取到系统基础信息!"));
            return 0;
        }

        //GetIdleTime();    // 获取系统的三个时间
        status = NtQuerySystemInformation(SystemTimeInformation, &SysTimeInfo,
        sizeof(SYSTEM_TIME_INFORMATION), NULL);
        if ( NO_ERROR != status)
        {
            ProcessErrorMessage(TEXT("没有获取到系统基础信息!"));
            return 0;
        }

        status = NtQuerySystemInformation(SystemPerformanceInformation, &SysPerfInfo, 
                        sizeof(SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION), NULL);
        if ( NO_ERROR != status)
        {
                ProcessErrorMessage(TEXT("没有获取到系统基础信息!"));
                return 0;
        }

        if ( 0 != OldIdleTime )
        {
            IdleTime = LongInt2Double(SysPerfInfo.IdleTime)  - OldIdleTime;
            SystemTime = LongInt2Double(SysTimeInfo.liKeSystemTime) - OldSystemTime;
            // 采用这种方式获取的CPU占用率，获取的值与任务管理相差较大
            //SystemTime = LongInt2Double(m_KernelTime) - OldSystemTime; 
            IdleTime = IdleTime/SystemTime;
            
            IdleTime = 100 -  IdleTime*100.0/(double)SysBaseInfo.NumberOfProcessors;
        }
        OldIdleTime = LongInt2Double(SysPerfInfo.IdleTime);
        OldSystemTime =LongInt2Double( SysTimeInfo.liKeSystemTime );
        //OldSystemTime = LongInt2Double(m_KernelTime);
        //Sleep(100);
    }
    return IdleTime;
}

// 将64位的长整数转换为64位的实数
double CSystemInformation::LongInt2Double(LARGE_INTEGER want)
{
    return ((double)(want.HighPart) * 4.294967296E9 + (double)(want.LowPart) );
}


// 获取CPU的频率，高word部分为主频，低word部分为次频，以GHz为单位
int CSystemInformation::GetCPUFrenquence(void)
{
    if ( !m_bHasSystemInfo )
    {
        this->GetSystemInfo();
    }
/**//************************************************************************
#ifdef _DEBUG
    stringstream ss;
    ss << HIBYTE(m_system_info.wProcessorRevision) <<LOBYTE(m_system_info.wProcessorRevision) << std::endl;
    AfxMessageBox( ss.str().c_str() );
#endif // _DEBUG
*/
    return m_system_info.wProcessorRevision;
}

// 获取注册表所能够达到的最大尺寸，以字节为单位
long CSystemInformation::GetMaxRegisterSize(void)
{
    unsigned long Max = 0;
    unsigned long Curr = 0;
/**//*    if ( !GetSystemRegistryQuota(&Max, &Curr) )
    {
        ProcessErrorMessage(TEXT("没有获取到系统的注册表存储容量信息！"));
        return 0;
    }
*/
    return Max;
}

// 获取当前注册表的尺寸，以字节为单位
long CSystemInformation::GetCurrRegisterSize(void)
{
    unsigned long Max = 0;
    unsigned long Curr = 0;
/**//*
    if ( !GetSystemRegistryQuota(&Max, &Curr) )
    {
        ProcessErrorMessage(TEXT("没有获取到系统的注册表存储容量信息！"));
        return 0;
    }
*/
    return Curr;    
}

需要注意的是,其中还有部分成员函数不能够良好工作,但CPU占用率已经可以非常良好的运行,与windows的任务管理器基本上没有什么大的差别,但未对百分比数据进行修订,以使得数据位数达到一致!