C++ 获取进程当前占用的精确 CPU 上下文切换次数 _ 统计【干货】

胖辰君_9275

胖辰君_9275

2026-05-13

1003人浏览

原创

可通过解析/proc/[pid]/status文件获取精确CPU上下文切换次数,其中voluntary_ctxt_switches和nonvoluntary_ctxt_switches字段分别记录自愿与非自愿切换次数,二者之和即为总次数。

c++ 获取进程当前占用的精确 cpu 上下文切换次数 _ 统计【干货】

如果您需要获取某个 C++ 进程当前占用的精确 CPU 上下文切换次数,则需通过操作系统提供的进程运行时统计接口读取内核维护的调度计数器。Linux 系统中该数据以文本形式暴露在 /proc/[pid]/status 文件中,其中包含 voluntary_ctxt_switches 和 nonvoluntary_ctxt_switches 两个关键字段。以下是获取该数据的具体方法:

一、解析 /proc/[pid]/status 文件

Linux 内核为每个进程在 /proc 文件系统中维护一个 status 文件,其中明确记录了自愿与非自愿上下文切换的累计次数。该方式无需额外权限,仅需进程具有读取自身或目标进程 /proc 目录的权限。

1、调用 getpid() 或指定目标进程 PID,构造路径字符串 "/proc/" + std::to_string(pid) + "/status"。

2、使用 std::ifstream 打开该文件,并逐行读取内容。

3、对每一行调用 std::string::find() 检查是否以 "voluntary_ctxt_switches:" 或 "nonvoluntary_ctxt_switches:" 开头。

4、定位冒号后首个非空格字符位置,调用 std::stoull() 提取后续连续数字字符串并转换为 unsigned long long 类型。

5、将两个数值分别保存至变量 vcs_count 和 nvcs_count,二者之和即为总上下文切换次数。

二、使用 getrusage() 系统调用

POSIX 标准定义的 getrusage() 可返回当前进程或其已终止子进程的资源使用情况,其中 ru_nvcsw 字段表示非自愿上下文切换次数,ru_nivcsw 字段表示自愿上下文切换次数。该方法跨平台兼容性较好,但精度受限于内核实现细节,且无法获取其他进程的数据。

1、声明 struct rusage usage 变量。

2、调用 getrusage(RUSAGE_SELF, &usage),确保返回值为 0。

3、读取 usage.ru_nvcsw 成员,该值为 非自愿上下文切换次数。

4、读取 usage.ru_nivcsw 成员,该值为 自愿上下文切换次数。

5、将两者相加得到当前进程自启动以来的总上下文切换次数。

三、读取 /proc/[pid]/stat 文件中的第 42 和 43 字段

/proc/[pid]/stat 文件以空格分隔的单行格式存储进程状态,其中第 42 字段(索引从 1 开始)为自愿上下文切换次数,第 43 字段为非自愿上下文切换次数。该方式比 status 文件更轻量,但字段顺序依赖内核版本,需确认 Linux 内核文档中对应字段定义。

C++14
C++14

C++14 对 C++11 的修正与增强版本,适合旧系统维护和较老工具链兼容。

下载

1、构造路径 "/proc/" + std::to_string(pid) + "/stat"。

2、使用 std::ifstream 打开文件并读取整行内容。

3、使用 std::istringstream 拆分空格分隔字段,跳过前 41 个字段。

4、提取第 42 个字段并转换为 unsigned long long,赋值给 vcs_stat。

5、提取第 43 个字段并转换为 unsigned long long,赋值给 nvcs_stat。

6、验证两个值是否均为非负整数,若任一值为 0 则可能表示内核未启用该统计或进程尚未发生切换。

四、通过 syscall(SYS_getpid) 配合 ptrace 附加到目标进程

当需要监控非本进程且无 /proc 访问权限时,可使用 ptrace 系统调用临时附加到目标进程,再读取其内存映射中的内核态统计结构。此方法需 root 权限,且会暂停目标进程执行,仅适用于调试场景。

1、调用 ptrace(PTRACE_ATTACH, target_pid, nullptr, nullptr),等待目标进程进入停止状态。

2、使用 pread64() 从 /proc/target_pid/status 中读取内容,避免直接访问内存带来的复杂性。

3、解析出 voluntary_ctxt_switches 和 nonvoluntary_ctxt_switches 数值。

4、调用 ptrace(PTRACE_DETACH, target_pid, nullptr, nullptr) 恢复目标进程运行。

5、注意:PTRACE_ATTACH 将触发目标进程的 SIGSTOP,可能导致服务中断。

C++免费学习笔记(深入):立即使用
在学习笔记中,你将探索 C++ 的入门与实战技巧!

相关文章

PHP速学视频免费教程(入门到精通)
PHP速学视频免费教程(入门到精通)

PHP怎么学习?PHP怎么入门?PHP在哪学?PHP怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了PHP速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

c++

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
C语言变量命名
C语言变量命名

c语言变量名规则是:1、变量名以英文字母开头;2、变量名中的字母是区分大小写的;3、变量名不能是关键字;4、变量名中不能包含空格、标点符号和类型说明符。php中文网还提供c语言变量的相关下载、相关课程等内容,供大家免费下载使用。

2023.06.20

3589

3

c语言入门自学零基础
c语言入门自学零基础

C语言是当代人学习及生活中的必备基础知识,应用十分广泛,本专题为大家c语言入门自学零基础的相关文章,以及相关课程,感兴趣的朋友千万不要错过了。

2023.07.25

2428

9

c语言运算符的优先级顺序
c语言运算符的优先级顺序

c语言运算符的优先级顺序是括号运算符 > 一元运算符 > 算术运算符 > 移位运算符 > 关系运算符 > 位运算符 > 逻辑运算符 > 赋值运算符 > 逗号运算符。本专题为大家提供c语言运算符相关的各种文章、以及下载和课程。

2023.08.02

1360

5

c语言数据结构
c语言数据结构

数据结构是指将数据按照一定的方式组织和存储的方法。它是计算机科学中的重要概念,用来描述和解决实际问题中的数据组织和处理问题。数据结构可以分为线性结构和非线性结构。线性结构包括数组、链表、堆栈和队列等,而非线性结构包括树和图等。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

2023.08.09

1318

4

c语言random函数用法
c语言random函数用法

c语言random函数用法:1、random.random,随机生成(0,1)之间的浮点数;2、random.randint,随机生成在范围之内的整数,两个参数分别表示上限和下限;3、random.randrange,在指定范围内,按指定基数递增的集合中获得一个随机数;4、random.choice,从序列中随机抽选一个数;5、random.shuffle,随机排序。

2023.09.05

1416

5

c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

2023.09.20

2338

7

c语言get函数的用法
c语言get函数的用法

get函数是一个用于从输入流中获取字符的函数。可以从键盘、文件或其他输入设备中读取字符,并将其存储在指定的变量中。本文介绍了get函数的用法以及一些相关的注意事项。希望这篇文章能够帮助你更好地理解和使用get函数 。

2023.09.20

3860

8

c数组初始化的方法
c数组初始化的方法

c语言数组初始化的方法有直接赋值法、不完全初始化法、省略数组长度法和二维数组初始化法。详细介绍:1、直接赋值法,这种方法可以直接将数组的值进行初始化;2、不完全初始化法,。这种方法可以在一定程度上节省内存空间;3、省略数组长度法,这种方法可以让编译器自动计算数组的长度;4、二维数组初始化法等等。

2023.09.22

18135

6

c语言中null和NULL的区别
c语言中null和NULL的区别

c语言中null和NULL的区别是:null是C语言中的一个宏定义,通常用来表示一个空指针,可以用于初始化指针变量,或者在条件语句中判断指针是否为空;NULL是C语言中的一个预定义常量,通常用来表示一个空值,用于表示一个空的指针、空的指针数组或者空的结构体指针。

2023.09.22

549

3

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C++ Core Guidelines
C++ Core Guidelines

共0课时 | 0人学习

C++ Reference
C++ Reference

共0课时 | 0人学习

C++ 官方标准说明
C++ 官方标准说明

共0课时 | 0人学习