通过编程控制CPU利用率

今天想起一个几年前学习过的程序，是在《编程之美》中提到的，是作为当时微软的面试题，写一个程序来控制CPU的利用率保持在50%,进一步延伸，能够写出程序来画出CPU利用率的正弦曲线。
这个题目看起来真是奇怪，能够达到这种程度，编程感觉就是出神入化了，但是仔细看看这个题目还是有一些依据可循，也有点小聪明的意思。
首先，对我们来说，能够直观感受CPU利用率就是通过任务管理器来得到的，我们可以大体的观察得到，基本上刷新CPU利用率的情况是按照秒来更新的，任何额外的操作都可能造成CPU的抖动，比如我打开另外一个程序，或者动动鼠标之类的。
所以在程序中，处理的时候CPU就开始忙起来了，如果想在一定的时间频度内给予CPU空闲时间，使得CPU利用率保持在50%,就代表
(CPU忙碌/(CPU忙碌+CPU空闲)=50%
从程序中来实现，CPU忙碌可以通过循环来实现，而空闲则可以通过sleep来实现。
关于这个实现，自己使用了如下的代码

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 public class CPUTest
 {
     public static void main(String[] args)
     {
         long startTime = 0;
         int busyTime = 10;
         int idleTime = 10;
         while (true)
         {
             startTime = System.currentTimeMillis();
             while (System.currentTimeMillis() - startTime <= busyTime)
                 try
             {
                 Thread.sleep(idleTime);
             }
             catch (InterruptedException e)
             {
                 e.printStackTrace();
               }
         }
     }
 }

这个程序来本地的环境中测试，因为是多CPU的，所以得到的结果总是不太满意，没有达到预期，在单核的情况是没有问题的。
我灵机一动，可以通过Total CPU的使用率来说明。在任务管理器->性能 页面的右下角，有个资源监控的按钮，点进去就能看到一些详细的信息了。


得到了基本的要求，使得CPU利用率在50%左右，我们可以得到一个更为复杂的例子，就是画出正弦曲线来。
这个例子在本地测试基本得到了预期的效果。
使用的代码如下：

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 public class CPUTest
 {


     public static void main(String[] args) throws Exception {
         final double SPLIT = 0.01;
         final int COUNT = (int) (2 / SPLIT);
         final double PI = Math.PI;
         final int INTERVAL = 200;
         long[] busySpan = new long[COUNT];
         long[] idleSpan = new long[COUNT];
         int half = INTERVAL / 2;
         double radian = 0.0;
         for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
           busySpan[i] = (long) (half + (Math.sin(PI * radian) * half));
           idleSpan[i] = INTERVAL - busySpan[i];
           radian += SPLIT;
         }
         long startTime = 0;
         int j = 0;
         while (true) {
           j = j % COUNT;
           startTime = System.currentTimeMillis();
           while (System.currentTimeMillis() - startTime < busySpan[j])
             ;
           Thread.sleep(idleSpan[j]);
           j++;
         }
       }
 }

得到的图表如下，是不是有点味道。


可以通过这个例子看到，如果明白一些基本的知识点，结合实际还是能够得到很多意想不到的效果，学以致用在这个时候还是挺有趣的。

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