利用 GetSystemTimes 可以获得 Windows 系统的 Idle Time、 Kernel Time 和 User Time。Idle Time 是系统空闲的时间，也就是系统没有利用的时间。Kernel Time 是系统在内核模式下的执行时间。User Time 是系统在用户模式下的执行时间。由于 Kernel Time 包含了 Idle Time，因此 CPU 的总利用时间为 Kernel Time + User Time - Idle Time。间隔一段时间连续两次调用 GetSystemTimes，再利用时间差可以计算这段时间内的平均 CPU 总利用率。这个 API 返回的时间类型是 FILETIME，不能直接用其 dwHighDateTime 和 dwLowDateTime 成员相减。需要先将其转化为 uint64_t 再进行计算。下面是示例代码：
#include <Windows.h> #include <iostream> #include <thread> #include <vector> void do_busy_things() { while (true) { volatile int sum = 0; for (volatile int i = 0; i < 10000; ++i) { sum += i; } } } void measure_cpu_usage() { struct system_time_t { uint64_t idle_time, kernel_time, user_time; system_time_t operator-(system_time_t other) { return { .idle_time = idle_time - other.idle_time, .kernel_time = kernel_time - other.kernel_time, .user_time = user_time - other.user_time, }; } }; struct system_time_file_t { FILETIME idle_time, kernel_time, user_time; system_time_t to_uint64_t() { system_time_t time{}; time.idle_time = ((uint64_t)idle_time.dwHighDateTime << 32) | idle_time.dwLowDateTime; time.kernel_time = ((uint64_t)kernel_time.dwHighDateTime << 32) | kernel_time.dwLowDateTime; time.user_time = ((uint64_t)user_time.dwHighDateTime << 32) | user_time.dwLowDateTime; return time; } }; while (true) { system_time_file_t begin_time{}, end_time{}; GetSystemTimes(&begin_time.idle_time, &begin_time.kernel_time, &begin_time.user_time); std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); GetSystemTimes(&end_time.idle_time, &end_time.kernel_time, &end_time.user_time); auto system_time = end_time.to_uint64_t() - begin_time.to_uint64_t(); double cpu_usage_percent = 1.0 * (system_time.kernel_time + system_time.user_time - system_time.idle_time) / (system_time.kernel_time + system_time.user_time) * 100; std::cout << "cpu usage percent: " << cpu_usage_percent << "%" << std::endl; } } int main() { //std::vector<std::thread> v(std::thread::hardware_concurrency()); std::vector<std::thread> v(std::thread::hardware_concurrency() / 2); std::thread t0(measure_cpu_usage); for (auto& t : v) { t = std::thread(do_busy_things); } for (auto& t : v) { t.join(); } t0.join(); } 这段代码启动了物理线程数一半的线程执行 do_busy_things 函数，再启动一个线程测量 CPU 总利用率。可以观察到 CPU 总利用率在 50% ~ 52% 之间。打开任务管理器，显示 CPU 总利用率有 62%。使用 perfmon /res 打开资源监视器，在 CPU 一栏有 "62% CPU 使用率 118% 最大频率"。51% * 118% = 61%。任务管理器超频下的执行时间也包括在内，而 GetSystemTimes 得到的时间不包括超频下的执行时间。
将 do_busy_things 线程数改为 std::thread::hardware_concurrency()，也就是物理线程数。神奇的事情发生了，上面的代码显示 100%，任务管理器显示 100%，资源监视器显示 "116% CPU 使用率 116% 最大频率"。看来任务管理器进行了截断，如果 CPU 总利用率大于 100%，会直接显示100%。而资源监视器会实事求是地显示。
总的来说，使用 GetSystemTimes 计算 CPU 总利用率虽然没有包含超频执行时间，但是不会超过 100%，符合直觉。
