若想直接看有效方法,请阅读方法二,第一条。

 

最近因为一个需求,需要记录下当前的CPU使用率,在翻遍了API后,发现系统并没有给予一个方法,能够简单的获取相关CPU信息,没办法,只能自己写一个了。

在网上查阅了相关方法后,获取CPU使用率主要有两种方法。一个是利用adb top命令;另一个就是读取/proc/stat文件,然后解析相关参数,自己去计算。


方法一、解析top命令结果

这是执行adb shell top命令后的结果。

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_系统启动

从图中可知,top命令的执行结果显示,在第一个非空白行上有各部分的CPU占用率,我们只要稍微整理下就行。

先上代码:

 

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_系统启动_02

然而得到的结果显然不对,以下是从输入流中打印出来的命令执行结果:

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_系统启动_03

显然,系统对于这个top命令动态的进行了修改,防止信息被App获取。正确的执行权限只留给了adbshell。

至此,此方法失效。

 

方法二、解析/proc/stat文件

/proc/stat文件动态记录所有CPU活动的信息,该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。所以,计算系统当前的CPU占用率的方法就是,计算在间隔较短(ms级)的时间内,cpu的各活动信息的变化量,作为当前的实时CPU占用率。

下图是执行shell命令,获取文件的内容。

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_系统启动_04

其中,以CPU开头的两行表示的信息就是,当前该CPI的一个总的使用情况,后面各个数值的单位为jiffies,可以简单理解为Linux中操作系统进程调度的最小时间片。具体含义如下(以CPU0为例):

user(181596)从系统启动开始累计到当前时刻,处于用户态的运行时间,不包含 nice值为负进程。;

nice(85733)从系统启动开始累计到当前时刻,nice值为负的进程所占用的CPU时间;

system (197165)从系统启动开始累计到当前时刻,处于核心态的运行时间;

idle (1328127)从系统启动开始累计到当前时刻,除IO等待时间以外的其它等待时间;

iowait(11679)从系统启动开始累计到当前时刻,IO等待时间;

irq (5)从系统启动开始累计到当前时刻,硬中断时间;

softirq (5138)从系统启动开始累计到当前时刻,软中断时间。

 

这里,我们只需关心“idle”,它表示了系统的空闲时间,以及各项数值之和就是CPU的总消耗。

因此,我们以totalJiffies1表示第一次CPU总消耗,totalIdle1表示第一次的CPU空闲时间,同理,totalJiffies2、totalIdle2表示第二次的相关信息,则cpu的占用率如下:


double cpuRate=1.0*((totalIdle2-totalJiffies2)-(totalIdle1-totalJiffies1))/( totalIdle2- totalIdle1);

 

以下是根据这个思想实现的代码:


* 在实际测试中发现,有的手机会隐藏CPU状态,不会完全显示所有CPU信息,例如MX5,所有建议只做参考
 * @return
 */  
public static String getCPURateDesc(){  
"/proc/stat";// 系统CPU信息文件  
long totalJiffies[]=new long[2];  
long totalIdle[]=new long[2];  
int firstCPUNum=0;//设置这个参数,这要是防止两次读取文件获知的CPU数量不同,导致不能计算。这里统一以第一次的CPU数量为基准  
null;  
null;  
" [0-9]+");  
for(int i=0;i<2;i++) {  
0;  
0;  
try {  
new FileReader(path);  
new BufferedReader(fileReader, 8192);  
int currentCPUNum=0;  
            String str;  
while ((str = bufferedReader.readLine()) != null&&(i==0||currentCPUNum<firstCPUNum)) {  
if (str.toLowerCase().startsWith("cpu")) {  
                    currentCPUNum++;  
int index = 0;  
                    Matcher matcher = pattern.matcher(str);  
while (matcher.find()) {  
try {  
long tempJiffies = Long.parseLong(matcher.group(0).trim());  
                            totalJiffies[i] += tempJiffies;  
if (index == 3) {//空闲时间为该行第4条栏目  
                                totalIdle[i] += tempJiffies;  
                            }  
                            index++;  
catch (NumberFormatException e) {  
                            e.printStackTrace();  
                        }  
                    }  
                }  
if(i==0){  
                    firstCPUNum=currentCPUNum;  
try {//暂停50毫秒,等待系统更新信息。  
50);  
catch (InterruptedException e) {  
                        e.printStackTrace();  
                    }  
                }  
            }  
catch (IOException e) {  
// TODO Auto-generated catch block  
            e.printStackTrace();  
finally {  
if (bufferedReader != null) {  
try {  
                    bufferedReader.close();  
catch (IOException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }  
    }  
double rate=-1;  
if (totalJiffies[0]>0&&totalJiffies[1]>0&&totalJiffies[0]!=totalJiffies[1]){  
1.0*((totalJiffies[1]-totalIdle[1])-(totalJiffies[0]-totalIdle[0]))/(totalJiffies[1]-totalJiffies[0]);  
    }  
  
return String.format("cpu:%.2f",rate);  
}  
</span>




思考:上述方法中,为了获取两次CPU信息,强制线程休眠了50ms,若实际文件内容的修改要比这个时间多怎么办?这样两次读取的信息就相同了;如果少于50ms,则白等了这么久。因此引入了FileObserve,当文件被修改时,系统回调相应的方法通知我们去读取新的内容,这样就可以避免上述问题。

 

方法很简单,就不全贴了,就附上变化的部分:

1、继承FileObserver类,并实现onEvent(int event, String path)方法,在执行该类的startWatching()方法后,系统会回调onEvent方法,告知该文件发生变化的情况,当判定为文件被修改时,就唤醒读取文件的线程,继续工作。

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_等待时间_05

2、当第一次读取到文件输入流后,启动文件监听。

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_系统启动_06

3、当第一次读取解析文件结束后,不再是执行sleep方法,而是执行wait方法,等待接收到系统的回调。

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_等待时间_07

 

结果:第二次文件读取一直未进行。

通过日志发现,接收到的文件变化事件只有三类:

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_系统启动_08

即:

 

Android系统CPU使用率获取(附java代码)%25_系统启动_09

即,文件只发生过访问数据、打开文件、关闭文件这三种操作。

这明显不可能,文件的内容一直在动态变化着!

 

通过上网查找资料发现:/proc文件系统是一个伪文件系统,它只存在内存当中,而不占用外存空间。它以文件系统的方式为内核与进程提供通信的接口。用户和应用程序可以通过/proc得到系统的信息,并可以改变内核的某些参数。由于系统的信息,如进程,是动态改变的,所以用户或应用程序读取/proc目录中的文件时,proc文件系统是动态从系统内核读出所需信息并提交的。

 

也就是说,这是一个特殊的文件,是收不到文件修改事件的,想通过文件观察对象进行监督文件的修改情况的方法也就失效了。

 

总结:获取CPU使用率信息,目前相对最可靠的方式就是两次获取并/proc/stat文件内容,然后计算。