處理序(Process)

A process is a memory slice that contains resources.
An isolated task performed by the operating system.
An application that is being run.

Process元件提供對電腦上正在執行處理序的存取。以最簡單的話來說，處理序就是正在執行的應用程式。執行緒則是作業系統配置處理器時間的基本單位。執行緒可以執行處理序的任何部分程式碼，包括目前正由另一個執行緒執行的部分在內。

System.Diagnostics 命名空間的 Process 類別提供了對本機和遠端處理序 (Process) 的存取，讓程式能夠啟動和停止本機系統處理序。

下表為 Porcess 類別所提供用來辨別特定的處理序的方法：

GetCurrentProcess ：回傳目前的處理序
GetProcessById ：取得指定ID的處理序
GetProcessesByName ：取得指定Name的處理序
GetProcesses ：取得指定電腦上執行的所有處理序

下表為 Porcess 類別中幾個重要的方法：

Start ：啟動處理序資源，並將它與 Process 元件相關聯。
Kill ：立即停止相關的處理序。
StandardInput ：取得用來寫入應用程式輸入的資料流。
StandardOutput ：取得用來讀取應用程式輸出的資料流。
WaitForExit ：設定要等待相關的處理序結束的時間，並且阻止目前的執行緒執行，直到等候時間耗盡或者處理序已經結束為止。
CloseMainWindow ：關閉有使用者介面的處理序，方法是傳送關閉訊息至其主視窗。
Close ：釋放與這個元件相關的所有資源。

ProcessStartInfo 類別：

ProcessStartInfo 類別是用來設定處理序啟動時的相關資訊。下表是幾個常用屬性：

Arguments ：設定啟動應用程式時要使用的命令列引數集。
FileName ：設定要啟動的應用程式。
UserName ：設定要在啟動處理序時使用的使用者名稱。
Password ：設定啟動處理序時要使用的使用者密碼。

如何取得處理序資訊

//取得本身 Process
Process CurrentProcess = Process.GetCurrentProcess();
Console.WriteLine("[Current Process Name]:{0}  [Process ID]:{1}", CurrentProcess.ProcessName, CurrentProcess.Id);

//透過 GetProcessById 取得某個 Process
Process theProcess = Process.GetProcessById(10276);
Console.WriteLine("[Process Name]:{0}  [Process ID]:{1}", theProcess.ProcessName, theProcess.Id);

//透過 GetProcessesByName ，取得所有符合條件的 Process[]
Process[] Processes = Process.GetProcessesByName("Practice.vshost");
foreach (Process theProcess in Processes)
{
	Console.WriteLine("[Process Name]:{0}  [Process ID]:{1}", theProcess.ProcessName, theProcess.Id);
}

如何列舉執行中的處理序

Process[] AllProcesses = Process.GetProcesses();
foreach (Process proc in AllProcesses)
{
	Console.WriteLine("[Process Name]:{0}  [Process ID]:{1} ", proc.ProcessName, proc.Id);
}

如何啟動外部程式

叫用 Process.Start 即可啟動外部程式，它有幾種不同的覆載方法：

//===================================================
//範例１. 直接叫用 Start ，啟動應用程式
//===================================================
Process.Start("notepad.exe");

//===================================================
//範例２. 直接叫用 Start ，啟動應用程式，並傳遞參數
//===================================================
Process.Start("explorer.exe", @"http://www.microsoft.com");  //執行IE,並開啟指定網頁
Process.Start("notepad.exe", @"C:\setup.txt");               //執行notepad，並傳送一個檔名當參數，以開啟指定檔案

//===================================================
//範例３. 使用 ProcessStartInfo ，指定啟動應用程式的資訊
//===================================================

//指定 Process.StartInfo 物件
Process myProcess = new Process();
myProcess.StartInfo.FileName = "notepad.exe";
myProcess.StartInfo.Arguments = @"C:\setup.txt";
myProcess.Start();

//透過 ProcessStartInfo 物件
ProcessStartInfo info = new ProcessStartInfo();
info.FileName = "notepad.exe";
info.Arguments = @"C:\setup.txt";
Process.Start(info);


//===================================================
//範例４. 透過指定其檔案名稱、使用者名稱、密碼和網域，建立新的處理序
//===================================================

string filename = "";
string username = "";
string password = "";
string domain = "";
SecureString SecurePassword = new SecureString();
for (Int32 i = 0; i < password.Length; i++)
{
	SecurePassword.AppendChar(Convert.ToChar(password[i]));
}
Process.Start(filename, username, SecurePassword, domain);

如何關閉處理序

Process[] processes = Process.GetProcessesByName("Notepad2");   //先取得要關閉的處理序名稱(Notepad2)
foreach (Process proc in processes)
{
	proc.CloseMainWindow();     // 關閉處理序
	proc.WaitForExit();         // 等待關閉     
}

如何判斷開啟的某個處理序被中止了

Process myProc = null;
private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
{
	myProc = new Process();

	myProc.Exited += Process_Exited;    //設定程式中止時的委派事件
	myProc.EnableRaisingEvents = true;
	myProc.SynchronizingObject = this;

	myProc.StartInfo.FileName = "notepad.exe"; 
	myProc.StartInfo.WindowStyle = ProcessWindowStyle.Maximized; //放到最大
	myProc.Start();
}

private void Process_Exited(object sender, EventArgs e)
{
	MessageBox.Show("記事本已被關閉");
	myProc.Exited -= Process_Exited;
}

private void btnClose_Click(object sender, EventArgs e)
{
	myProc.CloseMainWindow();   // 關閉處理序
	myProc.WaitForExit();       // 等待關閉  
}

如何由開啟的應用程式的標準資料流輸入輸出資料

假設有一個 Console 程式，它會等待使用者輸入資料後進行處理，再輸出執行結果。底下程式碼示範如何由標準資料流輸入資料，並取得執行結果。

//===================================================
//Console程式
//===================================================
static void Main(string[] args)
{
	string inputText = Console.ReadLine();
	Console.WriteLine("InputText : {0}", inputText);
}

//===================================================
//表單程式
//===================================================
Process proc = new Process();
ProcessStartInfo startInfo = new ProcessStartInfo();
startInfo.FileName = @"ConsoleApplication1.exe";
startInfo.Arguments = "300";

//設定重新導向
startInfo.UseShellExecute = false;          //指定是否要使用作業系統 Shell 來啟動處理序。
startInfo.RedirectStandardInput = true;     //指定應用程式由標準資料流讀取
startInfo.RedirectStandardOutput = true;    //指定應用程式由標準資料流輸出

//啟動程序
proc.StartInfo = startInfo;
proc.Start();

//寫入資料到標準資料流
StreamWriter myStreamWriter = proc.StandardInput;
myStreamWriter.WriteLine("abc");
myStreamWriter.Close();

//等待程序結束
proc.WaitForExit();

//由標準資料流讀取資料
string outputText = proc.StandardOutput.ReadToEnd().Trim();     //InputText : abc

//釋放資源
proc.Close();

Windows 效能監視器

以下資料來自MSDN: 效能監視入門指南

什麼是效能監視器

效能監視是指評估電腦完成應用程式與系統工作的速度。而整體效能又常常受限於資源使用上的影響，如硬碟存取速度、ＣＰＵ速度、記憶體大小、網路速度等等。透過監視應用程式使用這些資源的狀況，可以分析應用程式整體的處理能力，進而擬定改進計畫，以提高系統處理能力。

「Windows 效能監視器」是一個 Microsoft Management Console (MMC) 嵌入式管理單元，它可用來追蹤應用程式對效能造成的影響，並且在達到使用者定義的最佳效能門檻值的時候，適時的產生警告訊息或採取處理行動。它結合了過去獨立的監視工具(包括[效能記錄及警示]、[伺服器效能警告器]及[系統監視器])，提供了可用於自訂「資料收集器集合工具」及「事件追蹤」工作階段的圖形化介面。與先前各自獨立的工具相比，效能監視器最主要的優點是它將這些工具的功能結合為單一介面，讓您可以使用常用方式來定義要收集的資料。也讓您可以將計數器群組複製到其他電腦使用。

效能監視器的主要功能：

資料收集器集合工具 (Data Collector Sets)
資料收集器集合工具是 Windows 效能監視器中的重要元件，它是將資料收集器組織成可重複使用的元素，供不同效能監視案例使用的 XML 物件。在將一組資料收集器儲存為「資料收集器集合工具」後，便可透過單一屬性變更，將排程等作業套用到整個集合工具。您可以排程重複的「資料收集器集合工具」收集作業以建立記錄檔、將它載入 [效能監視器] 以即時方式檢視資料，並將它儲存為範本以便在其他電腦使用。
可用於建立記錄的精靈與範本
您也可以透過精靈介面新增計數器至記錄檔，並排程啟動、停止和收集持續時間。此外，您可以將此設定儲存成範本，便可收集後續電腦上相同的記錄，而不需重複資料收集器選取和排程程序。「效能記錄及警示」功能已加入 Windows 效能監視器中，可與任何資料收集器集合工具搭配使用。
所有資料收集 (包括排程) 的一致性屬性設定
無論是要建立「資料收集器集合工具」供單次使用或持續地記錄活動，建立、排程和修改的介面都相同。如果證明「資料收集器集合工具」對未來的效能監視很有用，就不需要重新建立。可以將它重新設定或複製成範本。
方便使用的診斷報告
Windows Server 2003 [伺服器效能警告器] 的使用者，可以在 Windows 效能監視器中找到相同類型的診斷報告。您可以更快速地產生報告，而且可以從使用任何「資料收集器集合工具」收集的資料產生報告。這讓您可以重複產生報告，以及評估建議的變更對效能的影響或報告的建議。Windows 效能監視器也包含預先設定的效能與診斷報告，可讓您進行快速分析與疑難排解

使用效能計數器 (Performance Counters)

效能計數器

程式效能的好壞對使用者的感觀影響很大，所以必須依賴有效的評估方法，才能真正找出問題的癥結。利用 PerformanceCounter 物件所提供的方法，可輕鬆收集及取得評估的資料。 PerformanceCounter 物件的值是儲存在Windows登錄資料庫中，除了利用程式碼取得，也可以直接透過PerformanceCounter元件。下圖是PerformanceCounter控制項的屬性欄位。

Windows有許多內建的效能計數器，幾乎可以評量程式開發人員所關心的所有資源。效能計數器因電腦上所安裝的應用程式不同而不同，因此必須了解自已電腦上有哪些計數器，以避免重複開發已存在功能的計數器。

如何使用系統工具監控效能計數器

首先，我們先看看，在 win7 底下，如何使用系統提供的效能監視器監控效能計數器。

1.開啟電腦管理/效能/監視工具/效能監視器
2.點選綠色＋字功能鈕以新增計數器。
3.展開「Processor」這個分類，我們只挑選Processor類別底下的「%Processor Time」這個計數器。
4.因為這台機器是４核心，所以底下會有４個例項，我們只挑選0,1二項，按新增，加到右側清單中後，再按確定。這時候就可以在效能監視器看到回傳結果。

如何透過程式碼取得效能計數器的資訊

要如何透過程式碼取得以上相關資訊，我們先看看在 System.Diagnostics 命名空間底下，與效能監視器相關的類別：

InstanceDataCollectionCollection ：
提供 InstanceDataCollection 物件的強型別集合。
由 PerformanceCounterCategory.ReadCategory 方法回傳的集合型別。
PerformanceCounterCategory ：
用來管理及操控 PerformanceCounter 物件及其分類。
叫用 PerformanceCounterCategory.GetCategories 方法，可以取得所有的 PerformanceCounterCategory 。
PerformanceCounter ：
效能計數器類別。透過這個類別，可以讀取相關效能計數器的值。
InstanceDataCollection ：
提供 InstanceData 物件的強型別集合。
InstanceData ：
執行個體資料。
CounterCreationData ：
用來定義效能計數器 (PerformanceCounter) 物件所需的相關屬性。有下列三種屬性：
- CounterType：計數器的型別
- CounterName：計數器的名稱
- CounterHelp：計數器的說明字串
CounterCreationDataCollection ：
表示 CounterCreationData 物件的強型別 (Strongly Typed) 集合。
這個集合含有所有的計數器和執行個體 (Instance) 資料。
集合含有每個計數器的 InstanceDataCollection 物件。每個 InstanceDataCollection 物件含有該執行個體所有計數器的效能資料。
因此，資料要以計數器名稱，再以執行個體名稱建立索引。
CounterSample ：
效能計數器未經處理資料 (Raw Data) 的結構。

使用 PerfomanceCounterCategory 自訂效能計數器分類

PerformanceCounterCategory 是用來管理及操控 PerformanceCounter 物件及其分類。它提供五個靜態方法來操控效能計數器的分類。

Create：建立 PerfomanceCounterCategory。
Delete：刪除 PerfomanceCounterCategory。
Exists：判斷 PerfomanceCounterCategory 是否已存在。
GetCategories：取得所有的 PerfomanceCounterCategory。
ReadCategory：讀取指定分類下的計數器和效能資料。

public static PerformanceCounterCategory Create(
	string categoryName,                        //分類名稱
	string categoryHelp,                        //分類的描述
	PerformanceCounterCategoryType categoryType,//PerformanceCounterCategoryType : 指定分類是 MultiInstance、SingleInstance ...
	string counterName,                         //新計數器名稱
	string counterHelp                          //計數器描述
)

//列舉本機所有 PerformanceCounterCategory
PerformanceCounterCategory[] categories = PerformanceCounterCategory.GetCategories();  //取得所有 PerformanceCounterCategory
foreach (PerformanceCounterCategory category in categories)
{
	Console.WriteLine(category.CategoryName);
}

//建立一個 PerformanceCounterCategory
PerformanceCounterCategory DemoCategory = new PerformanceCounterCategory("TestCategory");
if (!PerformanceCounterCategory.Exists("TestCategory"))     //判斷 PerformanceCounterCategory 是否存在
{
	PerformanceCounterCategory.Create("TestCategory", "Test Category Desc.", PerformanceCounterCategoryType.SingleInstance, "TestCounter", "Test Counter  Desc.");
}

//刪除 PerformanceCounterCategory
PerformanceCounterCategory.Delete("TestCategory");

//讀取分類中的效能計數器的執行個體
PerformanceCounterCategory pcCategory = new PerformanceCounterCategory("Processor");
InstanceDataCollectionCollection instanceCollection = pcCategory.ReadCategory();

使用 PerformanceCounter 讀取效能計數器資料

PerformanceCounter 建構函式：

public PerformanceCounter(string categoryName, string counterName);
public PerformanceCounter(string categoryName, string counterName, bool readOnly);
public PerformanceCounter(string categoryName, string counterName, string instanceName)
public PerformanceCounter(string categoryName, string counterName, string instanceName, bool readOnly);

在建構 PerformanceCounter 之後，透過 PerformanceCounter 所提供的方法或屬性，可以取得或變更計數器的值。

RawValue ：取得或設定計數器的值。
NextSample ：取得計數器範例值。
NextValue ：取得計數器樣本值。
Increment ：計數器的值逐一遞增。
Decrement ：計數器的值逐一遞減。
IncrementBy ：計數器的值按指定的數量遞增或遞減。
InstanceData.Sample ：InstanceData的效能計數器樣本。
InstanceData.RawValue ：取得與效能計數器樣本(sample)相關的未經處理資料的值。

範例一：取得每一個CPU使用率

PerformanceCounter cpu0 = new PerformanceCounter("Processor", "% Processor Time", "0", true);
PerformanceCounter cpu1 = new PerformanceCounter("Processor", "% Processor Time", "1", true);
PerformanceCounter cpu2 = new PerformanceCounter("Processor", "% Processor Time", "2", true);
PerformanceCounter cpu3 = new PerformanceCounter("Processor", "% Processor Time", "3", true);
PerformanceCounter cpu_all = new PerformanceCounter("Processor", "% Processor Time", "_Total", true);

//設定每秒取樣一次
private void timer2_Tick(object sender, EventArgs e)
{
	Console.WriteLine("{0} {1} {2} {3} {4} {5}", string.Format("{0:HH:mm:ss }", DateTime.Now), 
			cpu0.NextValue(), cpu1.NextValue(), cpu2.NextValue(), cpu3.NextValue(), pcCPU.NextValue());

	//Time       cpu0  cpu1  cpu2  cpu3 cpu_all
	//========  ===== ===== ===== ===== ======
	//09:31:28  29.23     0  4.61     0   8.46
	//09:31:29  46.15 12.31 44.62  9.23  28.08
	//09:31:30  10.77 24.62 30.77     0  16.54
	//09:31:31   3.08    20  9.23     0   8.08
	//09:31:32   7.69  9.23     0     0   4.23
	//09:31:33  13.85 16.92 18.46     0  12.31
	//09:31:34  16.92  1.54 10.77     0   7.31
	//09:31:35  27.69 13.85 15.38  3.08     15
	//不曉得為什麼 "_Total"這個instance的總和不等於前面4個加起來的
	//直接使用系統的效能監視器觀察也同樣是這個樣子.
	//但觀察數值,好像 total = ( cpu0 + cpu1 + cpu2 + cpu3 ) / 4 
}

範例二：透過InstanceData取值

//從 PerformanceCounterCategory.ReadCategory 這個方法傳回的集合，含有所有的計數器和執行個體 (Instance) 資料。
//集合含有每個計數器的 InstanceDataCollection 物件。
//每個 InstanceDataCollection 物件含有該執行個體所有計數器的效能資料。
//因此，資料要以計數器名稱，再以執行個體名稱建立索引。

//判斷是否存在 Processor 這個 PerformanceCounterCategory
if (PerformanceCounterCategory.Exists("Processor"))
{
	// 取得名稱為 Processor 的 PerformanceCounterCategory 的執行個體
	PerformanceCounterCategory category = new PerformanceCounterCategory("Processor");

	// 讀取這個 PerformanceCounterCategory 裡的所有計數器和效能物件執行個體資料。
	InstanceDataCollectionCollection idColCol = category.ReadCategory();

	foreach (DictionaryEntry idCol in idColCol)
	{
		Console.WriteLine("Counter = {0}", idCol.Key);

		foreach (DictionaryEntry entry in (InstanceDataCollection)idCol.Value)
		{
			InstanceData instData = (InstanceData)entry.Value;
			Console.WriteLine("  InstanceName = {0}, RawValue = {1}", instData.InstanceName, instData.Sample.RawValue);
		}
	}
}
//Counter = c2 transitions/sec
//  InstanceName = 0, RawValue = 0
//  InstanceName = 1, RawValue = 0
//  InstanceName = 2, RawValue = 0
//  InstanceName = 3, RawValue = 0
//  InstanceName = _Total, RawValue = 0
//Counter = % c2 time
//  InstanceName = 0, RawValue = 0
//  InstanceName = 1, RawValue = 0
//  InstanceName = 2, RawValue = 0
//  InstanceName = 3, RawValue = 0
//  InstanceName = _Total, RawValue = 0
//Counter = interrupts/sec
//  InstanceName = 0, RawValue = 10460733
//  InstanceName = 1, RawValue = 5012298
//  InstanceName = 2, RawValue = 6024041
//  InstanceName = 3, RawValue = 6017372
//  InstanceName = _Total, RawValue = 27514444
//Counter = % c1 time
//  InstanceName = 0, RawValue = 1064119780
//  InstanceName = 1, RawValue = 410456782
//  InstanceName = 2, RawValue = 1322741070
//  InstanceName = 3, RawValue = 448465920
//  InstanceName = _Total, RawValue = 811445888
//  ......

建立自訂的效能計數器

要建立效能計數器的方法，要用 PerformanceCounterCategory.Create 方法，這跟建立分類是同一個方法。 Create 共有二個多載方法，可以用來建立效能計數器。上面範例使用到的方法，是在建立分類時，同時建立一個計數器。下面範例則是在建立分類時，同時建立多個計數器。

PerformanceCounterCategory 建構函式：

public static PerformanceCounterCategory Create(
	string categoryName,
	string categoryHelp,
	PerformanceCounterCategoryType categoryType,
	CounterCreationDataCollection counterData
)

CounterCreationData 建構函式：

public CounterCreationData(string counterName, string counterHelp, PerformanceCounterType counterType)

範例三：建立自訂的效能計數器

//建立 CounterCreationData 集合
CounterCreationDataCollection counterData = new CounterCreationDataCollection();
counterData.Add(new CounterCreationData("Sales", "Number of total sales", PerformanceCounterType.NumberOfItems64));
counterData.Add(new CounterCreationData("Active Users", "Number of active users", PerformanceCounterType.NumberOfItems64));

//建立自訂效能計數器分類 , 同時包含指定計數器。
PerformanceCounterCategory.Create("MyApp Counters","Counters describing the performance of MyApp", PerformanceCounterCategoryType.SingleInstance, counterData);

注意事項

若想透過程式碼建立自訂的效能計數器到分類中，只能加到自訂的分類之中，無法新增至內建的分類。
而且，Create 方法也沒有提供在現有的分類中，加入計數器的方法。
所以，若想在現有分類中加入計數器，只能刪除分類，再重新建立分類及所有計數器。

提供資料給效能計數器

建立效能計數器之後，我們就可以在程式碼之中，隨時更新這個計數器的值。底下這個範例，我們使用一個 Timer ，每 400ns 隨機更新資料，再透過系統的效能監視器進行觀查。

更新效能計數器的注意事項：

因為同一時間可能會有多個 Thread 同時存取效能計數器，所以要避免直接更新 RawValue ，要使用執行緒安全的方法去更新 RawValue 的值。

範例四：提供資料給效能計數器

private void timer3_Tick(object sender, EventArgs e)
{
	string categoryName = txtCategoryName.Text;
	string counterName = txtCounterName.Text;

	PerformanceCounter pc = new PerformanceCounter(categoryName, counterName, false);
	if (pc.RawValue == 0)
		pc.RawValue = 50;           //直接給定一個值
	else
	{
		Random random = new Random();
		int rawValue = random.Next(1, 30) - 15;
		pc.IncrementBy(rawValue);       //使用 Atomic 方法，更新 RawValue 
	}
	//pc.RawValue = 7;
	//pc.Decrement();
	//pc.Increment();
	//pc.IncrementBy(3);
}

下面這張圖表，就是使用系統提供的效能監視器，追蹤我們自訂的效能計數器的結果。

VITO の學習筆記

2012年2月15日星期三

監測效能

處理序(Process)

下表為 Porcess 類別所提供用來辨別特定的處理序的方法：

下表為 Porcess 類別中幾個重要的方法：

ProcessStartInfo 類別：

如何取得處理序資訊

如何列舉執行中的處理序

如何啟動外部程式

如何關閉處理序

如何判斷開啟的某個處理序被中止了

如何由開啟的應用程式的標準資料流輸入輸出資料

Windows 效能監視器

什麼是效能監視器

效能監視器的主要功能：

使用效能計數器 (Performance Counters)

效能計數器

如何使用系統工具監控效能計數器

如何透過程式碼取得效能計數器的資訊

使用 PerfomanceCounterCategory 自訂效能計數器分類

使用 PerformanceCounter 讀取效能計數器資料

範例一：取得每一個CPU使用率

範例二：透過InstanceData取值

建立自訂的效能計數器

範例三：建立自訂的效能計數器

提供資料給效能計數器

更新效能計數器的注意事項：

範例四：提供資料給效能計數器

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2012年2月15日 星期三

監測效能

處理序(Process)

下表為 Porcess 類別所提供用來辨別特定的處理序的方法：

下表為 Porcess 類別中幾個重要的方法：

ProcessStartInfo 類別：

如何取得處理序資訊

如何列舉執行中的處理序

如何啟動外部程式

如何關閉處理序

如何判斷開啟的某個處理序被中止了

如何由開啟的應用程式的標準資料流輸入輸出資料

Windows 效能監視器

什麼是效能監視器

效能監視器的主要功能：

使用效能計數器 (Performance Counters)

效能計數器

如何使用系統工具監控效能計數器

如何透過程式碼取得效能計數器的資訊

使用 PerfomanceCounterCategory 自訂效能計數器分類

使用 PerformanceCounter 讀取效能計數器資料

範例一：取得每一個CPU使用率

範例二：透過InstanceData取值

建立自訂的效能計數器

範例三：建立自訂的效能計數器

提供資料給效能計數器

更新效能計數器的注意事項：

範例四：提供資料給效能計數器

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2012年2月15日星期三