编程之美——CPU正弦曲线

Windows中有一项功能，是可以在任务管理器中查看CPU的使用率，管理器以图形使用率在不同的时间点的点上的使用情况。通常情况下你只能看到一条不规律的曲线：

那怎么样让CPU使用率变得有规律点呢？能不能“画出”一条优雅的正弦曲线呢？

答案是肯定的，在编程之美书中的第一个有趣的例子就是如何让CPU听话的画出正弦曲线。如果了解一下CPU使用率是如何计算，那么问题就非常的简单。

在管理器中CPU使用率的刷新时间默认是1秒，所以CPU如果在这一秒中用了500毫秒来做事情，那么使用率就是50%。接下来我们的问题就是如何让CPU用500毫秒来做事情，而另外500毫秒空闲呢？作为程序员你一定非常熟悉让CPU100%的方法，死循环！我们可以控制CPU用500毫秒来死循环，另外500毫秒来”休息“（Sleep），这样CPU的使用率就可以控制在50%了！通过同样的方法，可以让CPU的使用率呈任意值，接下来只要控制在不同时间上的使用率，就可以画出一条华丽的正弦曲线。

先来看看效果图：

这是一个单核心的CPU使用率曲线，在上面我们已经知道怎么控制CPU的使用率，但是我们还要控制不同时间点上的使用率，让使用率跟时间成正弦周期关系：

周期越长，每秒的变化越小，曲线就越平滑。函数表示就是：Math.sin((end - start) / 1000 * 2 * 3.14159 / periodic)

用Java来实现的代码如下：

其中 new Sine(50, 8)表示初始化正弦周期是50秒，CPU有8个核心。

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        new Sine(50, 8).draw();
    }
}

public class Sine {
    private final int periodic;
    private final int coreNumber;

    public Sine(int periodic, int coreNumber) {
        this.periodic = periodic;
        this.coreNumber = coreNumber;
    }

    public void draw() {
        for (int i = 0; i < this.coreNumber; i++) {
            Thread thread = new Thread(new Runner(this.periodic));
            thread.start();
        }
    }
}

import static java.lang.Thread.sleep;

public class Runner implements Runnable {

    private final int periodic;
    private int usage = 50;

    public Runner(int periodic) {
        this.periodic = periodic;
    }

    @Override
    public void run() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        while (true) {
            boolean timeout = false;
            long s = System.currentTimeMillis();
            while (!timeout) {
                long c = System.currentTimeMillis();
                if (c - s > usage * 10) {
                    timeout = true;
                }
            }

            try {
                sleep((100 - usage) * 10);
            } catch (InterruptedException e) {

            }

            long end = System.currentTimeMillis();
            changeUsage(start, end);
        }
    }

    private void changeUsage(long start, long end) {
        this.usage = (int) (50 + Math.sin((end - start) / 1000 * 2 * 3.14159 / periodic) * 50);
    }

}

Github：https://github.com/darlinglele/cpu

编程之美——CPU正弦曲线

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