windows下使用性能计数器遇到的坑

Posted 2022-05-27 特立独行的猫a

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了windows下使用性能计数器遇到的坑相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

性能计数器简介

Microsoft Windwos NT/2000 提供了一个强大的API集来访问系统事件和性能数据的众多计数器。我们既可以实时地得到计数器的值，也可以从一个日志文件中读取计数器数据。功能可为强大，而且使用简单。

可以用来做什么

可以用来监控记录当前 CPU 的使用率、memory 使用率、CPU 占有率、memory 占有率，获取系统和进程的物理内存，虚拟内存，线程数，句柄数，CPU，网络利用率，磁盘读写速率等。总之，很强大。windows下可以通过perfmon.msc调起系统的性能监视器，通过它来查看相关的监控信息。

PDH 函数获取计数器数据

使用 PDH 函数收集性能数据。 PDH 函数比注册表函数更易于使用，可用于访问 V1 和 V2 提供程序的计数器数据。 PDH 提供用于收集当前性能数据的 API、将性能数据保存到日志文件以及从日志文件中读取数据。

PDH 是一个高级 API，可简化收集性能计数器数据。它有助于查询分析、元数据缓存、在示例之间匹配实例、从原始值计算格式化值、从日志文件读取数据以及将数据保存到日志文件。 PDH 在从 V1 提供程序收集数据时自动使用注册表函数，在从 V2 提供程序收集数据时，它使用 V2 使用者函数。

若要使用 PDH 函数收集性能数据，请执行以下步骤。

可以从实时源或日志文件收集性能数据。有关如何将性能数据写入日志文件的详细信息，可参阅使用日志文件。

简单使用

// 要使用性能计数器的基本步骤是:
// 1.打开计数器PdhOpenQuery；
// 2.为计数器句柄分配空间；
// 3.把感兴趣的计数器添加进来PdhAddCounter；
// 4.收集数据PdhCollectQueryData
// 4.得到计数器的数值PdhGetFormattedCounterValue；
// 5.关闭计数器PdhCloseQuery。

// 下面是用代码实现的步骤
// 第一步：
// 在头文件中 
#include <Pdh.h>
// 在实现文件中 
#pragma comment ( lib , "Pdh.lib" )

int	ExistSameName(TCHAR	*ProcessName) 
	//TODO:判断当前进程列表中有没有同名进程,如果有返回第几个同名进程
	return 0;

char *RenameEx(char	*tmp,int num) 
	//TODO:在tmp中的字符串末尾添加#num
	return tmp;

int	GetCPUUsage(TCHAR *ProcessName)	
	HQUERY			hQuery;
	HCOUNTER		*pCounterHandle;
    PDH_STATUS      pdhStatus;
    PDH_FMT_COUNTERVALUE  fmtValue;
    DWORD           ctrType;
    CHAR            szPathBuffer[MAX_PATH];
    int             RetVal = 0;
    pdhStatus = PdhOpenQuery(NULL, 0, &hQuery);//打开查询对象
 
    pCounterHandle = (HCOUNTER *)GlobalAlloc(GPTR, sizeof(HCOUNTER));
 
    //合成查询字符串
    char *process = NULL;    //处理之后的进程计数器名
    if (strstr(ProcessName,".exe") || strstr(ProcessName,".EXE")) 
        //如果是以exe结尾，去掉后缀名
        int len = strlen(ProcessName) - 4;
        char * tmp =new char [len + 6];//为后面#num留出空间
        memcpy(tmp , ProcessName, len);
        tmp[len] = 0;
        process = tmp;
 
        int num = ExistSameName(ProcessName);    //需要计数
        if (num) //重名
            //如果有同名进程，当前计数器名字改为 "ProcessName#num"
            //如 MSDEV.EXE,则有 MSDEV,MSDEV#1,MSDEV#2
            process = RenameEx(tmp, num);
        
     else if (strcmpi(ProcessName, "System Idle Process")) 
        //如果是系统空闲进程，可指定计数器名字为Idle
        int len = strlen("Idle");
        char * tmp = new char[len + 1];
        strncpy(tmp, "Idle", len);
        tmp[len] = 0;
        process = tmp;
     else 
        //名为System的进程
        process = ProcessName;
    
 
    sprintf(szPathBuffer,"//Process(%s)//%% Processor Time", process);
    pdhStatus = PdhAddCounter(hQuery, szPathBuffer , 0 , pCounterHandle);
    pdhStatus = PdhCollectQueryData(hQuery);
    pdhStatus = PdhGetFormattedCounterValue (//获取计数器当前值
        *pCounterHandle,//计数器句柄
        PDH_FMT_LONG | PDH_FMT_NOSCALE,      //format格式
        &ctrType,       //控制类型
        &fmtValue);     //返回值
    if (pdhStatus == ERROR_SUCCESS) 
        //fmtValue.doubleValue为所要的结果
        RetVal = fmtValue.longValue;// [type: double,long,string,large]
     else 
        RetVal = 0;
    
    pdhStatus = PdhCloseQuery(hQuery);//关闭查询句柄
    return RetVal;

int main() 
    setlocale(LC_ALL,"chs");
    pdhdump();
    return 0;

遇到的坑

坑一：字符编码问题

PdhAddCounter error,code=c0000bc0 //
PdhCollectQueryData error,code=800007d5
PdhGetFormattedCounterValue error,code=c0000bbc

第一步的PdhAddCounter就失败了，返回c0000bc0。

错误嘛含义参见：Performance Data Helper Error Codes - Win32 apps | Microsoft Docs

常见错误：

0xC0000BC0 (PDH_CSTATUS_BAD_COUNTERNAME)

Unable to parse the counter path. Check the format and syntax of the specified path.

0xC0000BBC (PDH_INVALID_HANDLE)

The handle is not a valid PDH object.

0xC0000BB9 (PDH_CSTATUS_NO_COUNTER)

The specified counter could not be found.

0xC0000BC6 (PDH_INVALID_DATA)

The data is not valid.

这里面最大的坑就是字符集问题，需要使用宽字符集wchar_t。或者字符串前面加个大写字母L。

L使用说明

TCHAR *szError = L"Error";
字符串（literal string）前面的大写字母L，用来告诉编译器该字符串应该作为Unicode来编译。它用来将ASNI转换为Unicode，Unicode字符串中每个字符占16位（两个字节），而在ASNI中每个字符占用一个字节。
例如：

strlen(“asd”) = 3;
strlen(L”asd”) = 6;

_TEXT、TEXT使用说明
其实，_T、_TEXT、TEXT 三者效果相同

tchar.h是运行时的头文件，_T、_TEXT 根据_UNICODE来确定宏
winnt.h是Win的头文件根据，TEXT 根据UNICODE 来确定宏

如果需要同时使用这3个宏，则需同时定义 UNICODE 和 _UNICODE。VS2010 设置：项目–属性–配置属性–常规–字符集–使用Unicode字符集。

如下写法才是正确的：

const wchar_t str1[] = L"\\\\Process(QQ)\\\\% Processor Time";

注意这里面的写法，不能有一点儿错。比如%和后面的 Processor Time之前有个空格必不能少。

关于TCHAR

因为C++支持两种字符串，即常规的ANSI编码（使用""包裹）和Unicode编码（使用L""包裹），这样对应的就有了两套字符串处理函数，比如：strlen和wcslen，分别用于处理两种字符串。

微软将这两套字符集及其操作进行了统一，通过条件编译（通过_UNICODE和UNICODE宏）控制实际使用的字符集，这样就有了_T("")这样的字符串，对应的就有了_tcslen这样的函数

为了存储这样的通用字符，就有了TCHAR：

当没有定义_UNICODE宏时，TCHAR = char，_tcslen =strlen

当定义了_UNICODE宏时，TCHAR = wchar_t ， _tcslen = wcslen

当我们定义了UNICODE宏，就相当于告诉了编译器：我准备采用UNICODE版本。这个时候，TCHAR就会摇身一变，变成了wchar_t。而未定义UNICODE宏时，TCHAR摇身一变，变成了unsignedchar。这样就可以很好的切换宽窄字符集。

tchar可用于双字节字符串，使程序可以用于中日韩等国语言文字处理、显示。使编程方法简化。

TCHAR 就是当你的字符设置为什么就是什么。
例如：程序编译为 ANSI， TCHAR 就是相当于 CHAR
当程序编译为 UNICODE， TCHAR 就相当于 WCHAR

char :单字节变量类型，最多表示256个字符，wchar_t :宽字节变量类型，用于表示Unicode字符。

如果在程序中既包括ANSI又包括Unicode编码，需要包括头文件tchar.h。TCHAR是定义在该头文件中的宏，它视你是否定义了_UNICODE宏而定义成：
定义了_UNICODE： typedef wchar_t TCHAR ;
没有定义_UNICODE： typedef char TCHAR ;

#ifdef UNICODE
typedef char TCHAR;
#else
typede wchar_t TCHAR;
#endif
_T( )也是定义在该头文件中的宏，视是否定义了_UNICODE宏而定义成：
定义了_UNICODE： #define _T(x) L##x
没有定义_UNICODE： #define _T(x) x
注意：如果在程序中使用了TCHAR，那么就不应该使用ANSI的strXXX函数或者Unicode的wcsXXX函数了，而必须使用tchar.h中定义的_tcsXXX函数。

常规的ANSI编码（"字符串"）和Unicode编码（L"字符串"），相应的就有两套字符串处理函数，比如：strlen和wcslen，分别用于处理两种字符串。
微软将这两套字符集及其操作进行了统一，通过条件编译（_UNICODE&_MBCS）来控制实际使用的字符集。

当没有定义_UNICODE & _MBCS宏时TCHAR = char，_tcslen = strlen，_tcsstr = strstr，_tcsncmp = strncmp
当定义了_MBCS宏时TCHAR = char，_tcslen = strlen，_tcsstr = _ mbsstr，_tcsncmp = _mbsnbcmp
当定义了_UNICODE宏时，TCHAR = wchar_t ， _tcslen = wcslen，_tcsstr = wcsstr，_tcsncmp = wcsncmp

用_ttoi 替换掉atoi

具体查看tchar.h头文件定义：

/* String functions */

#define _tcscat         wcscat
#define _tcscat_s       wcscat_s
#define _tcschr         wcschr
#define _tcscpy         wcscpy
#define _tcscpy_s       wcscpy_s
#define _tcscspn        wcscspn
#define _tcslen         wcslen
#define _tcsnlen        wcsnlen
#define _tcsncat        wcsncat
#define _tcsncat_s      wcsncat_s
#define _tcsncat_l      _wcsncat_l
#define _tcsncat_s_l    _wcsncat_s_l
#define _tcsncpy        wcsncpy
#define _tcsncpy_s      wcsncpy_s
#define _tcsncpy_l      _wcsncpy_l
#define _tcsncpy_s_l    _wcsncpy_s_l
#define _tcspbrk        wcspbrk
#define _tcsrchr        wcsrchr
#define _tcsspn         wcsspn
#define _tcsstr         wcsstr

坑二：关于PdhGetFormattedCounterValue的使用

这个使用真坑，无论怎么试，都返回个错误码：0xC0000BC6 (PDH_INVALID_DATA)。

无奈先使用PdhGetRawCounterValue这个吧，等获取到实际值再研究下具体类型。

其实这可能的原因是，有些计数器需要获取两次才可以哦。调用一次query是不行的。

比如：

L"\\\\Processor Information(_Total)\\\\% Processor Time"

这个，如果只调用一次 PdhCollectQueryData(hQuery)是不行的。会返回失败。当然，这也不能怪别谁，因为人家英文文档上写的有。只不过有点儿隐蔽，关键时候还得看官方文档啊，网上所有的示例都没告诉你这个。这算是个坑吧。

PdhGetFormattedCounterValue function (pdh.h) - Win32 apps | Microsoft Docs

If the function succeeds, it returns ERROR_SUCCESS.

If the function fails, the return value is a system error code or a PDH error code. The following are possible values.

Return code	Description
PDH_INVALID_ARGUMENT	A parameter is not valid or is incorrectly formatted.
PDH_INVALID_DATA	The specified counter does not contain valid data or a successful status code.
PDH_INVALID_HANDLE	The counter handle is not valid.

Some counters, such as rate counters, require two counter values in order to compute a displayable value. In this case you must call PdhCollectQueryData twice before calling PdhGetFormattedCounterValue. For more information, see Collecting Performance Data

以下的调用才是正确的：

    pdhStatus = PdhAddCounter(hQuery, (LPCWSTR)L"\\\\Processor Information(_Total)\\\\% Processor Time", NULL, pCounterHandle);
	if (pdhStatus != ERROR_SUCCESS) 
		printf("PdhAddCounter error,code=%x\\n", pdhStatus);
	
	pdhStatus = PdhCollectQueryData(hQuery);
	if (pdhStatus != ERROR_SUCCESS) 
		printf("PdhCollectQueryData error,code=%x\\n", pdhStatus);
	
	Sleep(500);
	pdhStatus = PdhCollectQueryData(hQuery);
	if (pdhStatus != ERROR_SUCCESS) 
		printf("PdhCollectQueryData error,code=%x\\n", pdhStatus);
	
    pdhStatus = PdhGetFormattedCounterValue(//获取计数器当前值
		*pCounterHandle,//计数器句柄
		PDH_FMT_DOUBLE,      //format格式
		&ctrType,       //控制类型
		&fmtValue);     //返回值
	if (pdhStatus == ERROR_SUCCESS) 
		//fmtValue.doubleValue为所要的结果
		printf("SUCCESS\\n");
		RetVal = fmtValue.doubleValue;// [type: double,long,string,large]
	
	else 
		printf("PdhGetFormattedCounterValue error,code=%x\\n", pdhStatus);
		RetVal = 0;
	
	pdhStatus = PdhCloseQuery(hQuery);//关闭查询句柄
	return RetVal;