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标题: 用 C 语言写个程序，运行时，cpu占用率一直保持50% [打印本页]

作者: look_w 时间: 2019-2-18 19:38 标题: 用 C 语言写个程序，运行时，cpu占用率一直保持50%

问题

用 C 语言写个程序，运行时，cpu占用率一直保持50%

解决方案

一看题目好眼熟！《编程之美》！然而已经记不清楚了，果然东西需要经常用经常积累，废话不多说重来一遍。

第一步：cpu占用率计算方法

既然想要让cpu占有率一直保持一定数值，就想要弄明白，cpu占用率是如何得到的

在Linux下，CPU利用率分为用户态，系统态和空闲态，分别表示CPU处于用户态执行的时间，系统内核执行的时间，和空闲系统进程执行的时间，三者之和就是CPU的总时间，当没有用户进程、系统进程等需要执行的时候，CPU就执行系统缺省的空闲进程。从平常的思维方式理解的话，CPU的利用率就是非空闲进程占用时间的比例，即CPU执行非空闲进程的时间/ CPU总的执行时间。
那么问题就很简单了，我们只要保持让cpu运行50，休息50就可以保证cpu的利用保持在50%了（忽略其他程序的影响）。运行到100%很简单，无限循环执行代码，不过应该会报错吧？先试试。

#include <stdlib.h>
int main(){
      while(1){
         for(int i = 0 ;i<100;i++);
      }
   return 0;
}

代码执行完毕，成功接近100%（话说死循环不报错的吗？）

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代码执行结果

下面我们要做的就是控制好进程闲置的时间，让cpu的闲置时间等于非闲置时间，问题也就解决了。最笨的方法先填一个数字试试。

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
      while(1){
         for(int i = 0 ;i<100;i++){};
            sleep(50);
}
return 0;
}

在mac下for循环后面需要加花括弧不然会报错，不知道为什么之前的不报错。

结果是没有反应。cpu：0，执行时间0。好吧好像太低估cpu能力了。还是科学一点的方案吧。用时钟记录运行开始时间，并控制runtime和idle的时间比例就可以了。虽然时钟会有一定的误差，但是理论上是可以行的通的。

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main(){
      int time_start;
      int fulltime = 100;//总时间
      int runtime = 50;//运行时间
      while(1){
         time_start = clock();
         while((clock()-time_start)<runtime){}
         usleep(fulltime-runtime);
}
return 0;
}

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运行结果

从运行结果中，可以看到并没有达到50%，根据我的猜测有以下几点影响：
1、系统中还有其他运行程序，留给本程序的cpu肯定达不到100% 。从理论上来说本程序进行的更频繁，占用cpu也会更多，可以尝试把时间改到1，结果应该会更接近点
2、时钟计算的误差，无论是clock()还是usleep()都存在误差。特别是睡眠的时钟会设置一个缓冲区域，之前之后醒来都可以。

如果想要做的更准确的话，应该实时监测cpu使用率，然后来控制程序运行，不过应该也做不到完全准确，毕竟cpu使用率只是一个统计值。

关于sleep()函数的单位很头疼，不同平台好像有不同的参数单位，可以自己尝试一下。

附上java代码以及运行结果

import java.lang.Thread;
import java.text.SimpleDateFormat;
public class cpu50 {
      public static void main(String[] args) {
      long time_start;
      int fulltime = 100;
      int runtime = 50;
      while(true){
         time_start = System.currentTimeMillis();
         while((System.currentTimeMillis()-time_start)<runtime){}
         try {
                  Thread.sleep(fulltime-runtime);
                  }catch (InterruptedException e) {
                  return;
         }
      }
}
}```

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