【研究任務】精準控制進程cpu使用率

一、cpu的使用率計算

cpu的使用率的獲取可以通過top命令或者/proc/<pid>/stat文件

以下是計算cpu使用率有關的參數：

pid=17184	進程號
utime=45010	該任務在用戶態運行的時間，單位爲jiffies
stime=4050	該任務在覈心態運行的時間，單位爲jiffies
cutime=0	所有已死線程在用戶態運行的時間，單位爲jiffies
cstime=0	所有已死在覈心態運行的時間，單位爲jiffies

#參考python包psutil源碼
def cpu_percent(self, interval=None):
    def timer():
        return time.time() * 1000

    st1 = timer()
    pt1 = self._proc.cpu_times()
    time.sleep(interval)
    st2 = timer()
    pt2 = self._proc.cpu_times()
    delta_proc = (pt2.user - pt1.user) + (pt2.system - pt1.system)
    delta_time = st2 - st1
    try:
       cpu_percent = ((delta_proc / delta_time) * 100)
    except ZeroDivisionError:
        return 0.0

單進程cpu使用率計算：

①　每一個進程快照均爲 (utime、stime、cutime、cstime)的4元組；

②　採樣兩個足夠短的時間間隔的進程快照

③　計算該進程的cpu使用率pcpu = 100*(processCpuTime2 – processCpuTime1) / (totalCpuTime2 – totalCpuTime1)

二、控制原理

假設給定總時間100ms，需要限制進程A的CPU使用率是25%。則進程A的執行時間25ms，剩餘時間不讓進程A執行就可以了。Linux中斷信號中SIGSTOP/SIGCONT可以實現進程的暫停和激活，這樣就能將程序CPU使用率隨意控制了。

#參考python包psutil源碼
def cpu_percent(self, interval=None):
    def timer():
        return time.time() * 1000

    st1 = timer()
    pt1 = self._proc.cpu_times()
    time.sleep(interval)
    st2 = timer()
    pt2 = self._proc.cpu_times()
    delta_proc = (pt2.user - pt1.user) + (pt2.system - pt1.system)
    delta_time = st2 - st1
    try:
       cpu_percent = ((delta_proc / delta_time) * 100)
    except ZeroDivisionError:
        return 0.0