Android整机性能监控：多核CPU相关数据的获取（使用率、主频）

根据最近的调研，Android整机的性能主要有如下方面：

1、CPU

2、内存

3、耗电量

4、网络

本文着重介绍CPU相关数据的获取，在多核情况下，对每个CPU运行情况进行监控，获取相关的属性。

A. 当前主频，通过 cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq 获取，cpu0代表第一个CPU

B. 最大主频，通过 cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_min_freq 获取，cpu0代表第一个CPU

C. 最小主频，通过 cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_max_freq 获取，cpu0代表第一个CPU

D.使用率，通过 cat /proc/stat 获取，文件内容如下：第一行代表整体CPU的使用情况，cpu0为第一个cpu的使用情况，不同的列数代表cpu的耗时情况，如第4列代表的就是空闲时间idle的值。

shell@V4:/ $ cat proc/stat
cat proc/stat
cpu 3866978 127487 3035722 26246226 432119 27 52118 0 0
cpu0 3004154 33263 2209598 18130481 92464 16 51202 0 0 0

也就是说使用率我们无法直接获取，需要通过计算，具体的计算方式如下：

usage=(total-idel)/total

说明：使用率指得是cpu在某段时间内被使用的比率，因此事关两个时刻（t1、t2）的值。

分别需要在t1时刻和t2时刻获取total和idel

t1时刻获取： total_t1=所有值相加（同一行） idle_t1=第4个数值

t2时刻获取： total_t2=所有值相加（同一行） idle_t2=第4个数值

上述公式中的

total = total_t2 - total_t1

idle = idle_t2 - idle_t1

这是在国外的资料中说的，可是事实上运行的时候，这样的计算方式可能会出现负数，这边还有点疑问，如果哪位大神知道，麻烦指教。

此外，还有一些CPU的名称，核数信息等，此处不做详解。

下面给出一个类CPUManager，为了避免编码问题，直接用英文写的注释，如有语法错误。。。看懂就行

package com.performancemonitor.tools;import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileFilter;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.text.DecimalFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.regex.Pattern;import android.util.Log;public class CPUManager {// CPU indexpublic int CPU_index = 0;// sampling time in calculate usagepublic int sample_fre = DataManager.sample_fre;public CPUManager(int index) {this.CPU_index = index;}/*** Wether the CPU is online* @return  true if it is online*/public boolean isOnline() {BufferedReader reader;String result = "";ProcessBuilder cmd;InputStream in = null;try {String[] args = { "/system/bin/cat","/sys/devices/system/cpu/cpu" + CPU_index + "/online" };cmd = new ProcessBuilder(args);Process process = cmd.start();in = process.getInputStream();reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));String temp = "";while ((result = reader.readLine()) != null) {temp = temp + result;}if (temp.equals("1")) {return true;}in.close();} catch (IOException ex) {ex.printStackTrace();}return false;}/*** get the cpu's max frequency, return cpu0 max frequency by defalut* "/system/bin/cat"* "/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_max_freq" */public int getMaxCpuFreq() {String result = "";String[] args = {"/system/bin/cat","/sys/devices/system/cpu/cpu" + CPU_index+ "/cpufreq/cpuinfo_max_freq" };if (!isOnline()) {args[1] = "/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_max_freq";}ProcessBuilder cmd;try {cmd = new ProcessBuilder(args);Process process = cmd.start();InputStream in = process.getInputStream();byte[] re = new byte[24];while (in.read(re) != -1) {result = result + new String(re);}in.close();} catch (IOException ex) {ex.printStackTrace();result = "0";}int max_fre = Integer.parseInt(result.trim()) / 1024;return max_fre;}/***  get the cpu's min frequency,return cpu0 min frequency by defalut*/public int getMinCpuFreq() {String result = "";ProcessBuilder cmd;String[] args = {"/system/bin/cat","/sys/devices/system/cpu/cpu" + CPU_index+ "/cpufreq/cpuinfo_min_freq" };if (!isOnline()) {args[1] = "/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_min_freq";}try {cmd = new ProcessBuilder(args);Process process = cmd.start();InputStream in = process.getInputStream();byte[] re = new byte[24];while (in.read(re) != -1) {result = result + new String(re);}in.close();} catch (IOException ex) {ex.printStackTrace();result = "-1";}int min_fre = Integer.parseInt(result.trim()) / 1024;return min_fre;}/*** get the cpu's current frequency*/public int getCurCpuFreq() {String result = "";int cur_fre = 0;if (!isOnline()) {result = "0";return 0;}try {FileReader fr = new FileReader("/sys/devices/system/cpu/cpu"+ CPU_index + "/cpufreq/scaling_cur_freq");BufferedReader br = new BufferedReader(fr);String text = br.readLine();result = text.trim();br.close();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();return 0;} catch (IOException e) {e.printStackTrace();return 0;}cur_fre = Integer.parseInt(result) / 1024;return cur_fre;}/*** get the cpu name*/public static String getCpuName() {try {FileReader fr = new FileReader("/proc/cpuinfo");BufferedReader br = new BufferedReader(fr);String text = br.readLine();String[] array = text.split(":\\s+", 2);for (int i = 0; i < array.length; i++) {}return array[1];} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return null;}/*** get the device's cpu num*/public static int getNumCores() {class CpuFilter implements FileFilter {@Overridepublic boolean accept(File pathname) {if (Pattern.matches("cpu[0-9]", pathname.getName())) {return true;}return false;}}try {File dir = new File("/sys/devices/system/cpu/");File[] files = dir.listFiles(new CpuFilter());return files.length;} catch (Exception e) {Log.e("cxq", "CPU Count: Failed.");e.printStackTrace();return 1;}}/*** get the cpu usage using specified samplling time*/public double getUsage() {double usage = 0;long total_start, total_end;long idel_start, idel_end;try {Map<String, Long> start_data = getCPUData();idel_start = start_data.get("idle");total_start = start_data.get("total_time");Thread.sleep(sample_fre);Map<String, Long> end_data = getCPUData();idel_end = end_data.get("idle");total_end = end_data.get("total_time");double idel = idel_end - idel_start;double total = total_end - total_start;if (total == 0) {return 0;}usage = (total - idel) / total;usage = Math.abs(usage * 100);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}DecimalFormat df = new java.text.DecimalFormat("#.00");usage = Double.parseDouble(df.format(usage));return usage;}/*** take a data snapshot avoid reading the old data, especially using for usage calculation* @return Map it contains two values,("total_time",total_time) and ("idle",idle);*/public Map<String, Long> getCPUData() {Map<String, Long> data = new HashMap<String, Long>();ArrayList<Long> list = new ArrayList<Long>();ArrayList<Long> list_defalut = new ArrayList<Long>();for (int i = 0; i < 10; i++) {list_defalut.add(0L);}String cpuCompare = "cpu" + CPU_index;if (CPU_index == -1) {cpuCompare = "cpu";}String load = "";String[] temp = null;try {BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("/proc/stat")), 1000);while ((load = reader.readLine()) != null) {if (load.contains(cpuCompare)) {break;} else {load = "";}}reader.close();if (load == null || load.equals("")) {data.put("total_time", 0L);data.put("idle", 0L);return data;}temp = load.split(" ");for (int i = 1; i < temp.length; i++) {if (!temp[i].trim().equals("")) {list.add(Long.parseLong(temp[i]));}}} catch (IOException ex) {Log.e("CPU", "IOException" + ex.toString());data.put("total_time", 0L);data.put("idle", 0L);return data;}long total_time = 0;for (int i = 0; i < list.size(); i++) {total_time += list.get(i);}data.put("total_time", total_time);data.put("idle", list.get(3));return data;}}

如何使用？

如果要获取整个CPU的情况,则CPU_index=-1,该情况下无主频，如果要获取cpu0的情况，则在构造函数里面传0，以此类推

<p>CPUManager total_cpu=new CPUManager(i);
</p><span style="white-space:pre">   </span>double usage=total_cpu.getUsage()

其他性能方面的数据获取，还有待补充。。。。

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