Счетчики производительности

Счетчики производительности сгруппированы в категории, такие как “Система”, “Процессор”, “Память .NET CLR” и т.д. Примерами счетчиков производительности в категории “Память .NET CLR” могут быть “% времени сборки мусора”, “# байтов во всех кучах” и “Выделено байтов/с”. Каждая категория может дополнительно иметь один или более экземпляров, допускающих независимый мониторинг. Это полезно, например, для счетчика производительности “% процессорного времени” из категории “Процессор”, который позволяет отслеживать утилизацию центрального процессора. На многопроцессорной машине данный счетчик поддерживает экземпляры для всех процессоров, позволяя независимо проводить мониторинг использования каждого процессора. В посте демонстрируются программы по перечислению и чтению доступных счетчиков производительности, а также по созданию специализированных счетчиков и записи в них данных.

Перечисление доступных счетчиков производительности ¹

using System;
using System.Diagnostics;

namespace CSharpCooking
{
  class Program
  {
    static void Main()
    {
      PerformanceCounterCategory[] cats =
        PerformanceCounterCategory.GetCategories();
      foreach (PerformanceCounterCategory cat in cats)
      {
        Console.WriteLine("Category: " + cat.CategoryName); // Категория
        string[] instances = cat.GetInstanceNames();
        if (instances.Length == 0)
        {
          foreach (PerformanceCounter ctr in cat.GetCounters())
            Console.WriteLine(" Counter: " + ctr.CounterName); // Счетчик
        }
        else // Вывести счетчики, имеющие экземпляры
        {
          foreach (string instance in instances)
          {
            Console.WriteLine(" Instance: " + instance); // Экземпляр
            if (cat.InstanceExists(instance))
              foreach (PerformanceCounter ctr in cat.GetCounters(instance))
                Console.WriteLine(" Counter: " + ctr.CounterName); // Счетчик
          }
        }
      }
    }
  }
}

Необходимость выполнять проверку if (cat.InstanceExists(instance)) обусловлена тем, что в категориях могут быть содержаться экземпляры, в которых отсутствуют счетчики производительности.

Результат содержит свыше 10 000 строк! В реальной системе настолько детальная информация извлекается только по требованию.

В приведенном далее примере с помощью запроса LINQ извлекаются лишь счетчики производительности, связанные с .NET, а результат помещается в XML-файл:

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Xml.Linq;

namespace CSharpCooking
{
  class Program
  {
    static void Main()
    {
      var x =
        new XElement("counters",
        from PerformanceCounterCategory cat in
          PerformanceCounterCategory.GetCategories()
        where cat.CategoryName.StartsWith(".NET")
        let instances = cat.GetInstanceNames()
        select new XElement("category",
          new XAttribute("name", cat.CategoryName),
          instances.Length == 0
          ?
          from c in cat.GetCounters()
          select new XElement("counter",
            new XAttribute("name", c.CounterName))
          :
          from i in instances
          select new XElement("instance", new XAttribute("name", i),
            !cat.InstanceExists(i)
            ?
            null
            :
            from c in cat.GetCounters(i)
            select new XElement("counter",
              new XAttribute("name", c.CounterName))
          )
        ));
      x.Save(@"c:\Users\landw\Downloads\counters.xml");
    }
  }
}

Чтение данных счетчиков производительности

Чтобы извлечь значение счетчика производительности, необходимо создать объект PerformanceCounter и затем вызвать его метод NextValue или NextSample. Метод NextValue возвращает простое значение типа float, а метод NextSample – объект CounterSample, который открывает доступ к более широкому набору свойств наподобие CounterFrequency (частота счетчика), RawValue (начальное значение счетчика) и др.

Конструктор PerformanceCounter принимает имя категории, имя счетчика и необязательный экземпляр. Таким образом, чтобы отобразить сведения о текущей утилизации всех процессоров, потребуется написать следующий код:

using (PerformanceCounter pc =
  new PerformanceCounter("Processor","% Processor Time","_Total"))
{
  Console.WriteLine(pc.NextValue());
  Thread.Sleep(500);
  Console.WriteLine(pc.NextValue());
}

Первый вызов NextValue всегда будет возвращать 0.0, так как вычисляемое значение счетчика зависит от двух состояний. Поэтому необходимо задать задержку между вызовами метода NextValue, чтобы позволить счетчику выполнить следующее добавочное чтение.

Класс PerformanceCounter не открывает доступ к событию ValueChanged, поэтому для отслеживания изменений потребуется реализовать опрос. В следующем примере опрос производится каждые 200 миллисекунд – пока не поступит сигнал завершения от EventWaitHandle:

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;

namespace CSharpCooking
{
  class Program
  {
    static void Monitor(string category, string counter,
              string instance, EventWaitHandle stopper)
    {
      if (!PerformanceCounterCategory.Exists(category))
        throw new InvalidOperationException("Category does not exist");
      if (!PerformanceCounterCategory.CounterExists(counter, category))
        throw new InvalidOperationException("Counter does not exist");
      if (instance == null) instance = ""; //"" == экземпляры отсутствуют (не null!)
      if (instance != "" &&
      !PerformanceCounterCategory.InstanceExists(instance, category))
        throw new InvalidOperationException("Instance does not exist");
      float lastValue = 0f;
      using (PerformanceCounter pc =
           new PerformanceCounter(category, counter, instance))
      {
        while (!stopper.WaitOne(200))
        {
          float value = pc.NextValue();
          if (value != lastValue) // Записывать значение, только
          {             // если оно изменилось.
            Console.WriteLine($"{category}|{counter}|{instance} = {value}");
            lastValue = value;
          }
        }
      }
    }
    static void Main()
    {
      EventWaitHandle stopper = new ManualResetEvent(false);
      new Thread(() => Monitor("Processor", "% Processor Time",
                   "_Total", stopper)).Start();
      new Thread(() => Monitor("LogicalDisk", "% Idle Time",
                   "C:", stopper)).Start();
      Console.WriteLine("Monitoring - press any key to quit");
      Console.ReadKey();
      stopper.Set();
    }
  }
}

Создание специализированных счетчиков и запись данных о производительности

Перед записью данных счетчика производительности понадобится создать категорию производительности и счетчик. После того, как счетчик создан, его значение можно обновить, создав экземпляр PerformanceCounter, установив его свойство Readonly в false и затем установив его свойство RawValue. Для обновления существующего значения можно также применять методы Increment и IncrementBy.

using System;
using System.Threading;
using System.Diagnostics;

namespace CSharpCooking
{
  class Program
  {
    static void CreateCookedProgramsCounter()
    {
      string category = "CSharpCooking";
      string categoryDescription = "CSharpCooking Monitoring";
      string counter1 = "Delicious programs";
      string counterDescription1 = "Number of delicious programs";
      string counter2 = "Bad programs";
      string counterDescription2 = "Number of bad programs";
      if (!PerformanceCounterCategory.Exists(category))
      {
        CounterCreationDataCollection cd = new CounterCreationDataCollection();
        cd.Add(new CounterCreationData(counter1, counterDescription1,
          PerformanceCounterType.NumberOfItems32));
        cd.Add(new CounterCreationData(counter2, counterDescription2,
          PerformanceCounterType.NumberOfItems32));
        PerformanceCounterCategory.Create(category, categoryDescription,
          PerformanceCounterCategoryType.SingleInstance, cd);
      }
    }
    static void WriteCookedProgramsCounter(string category, string counter, 
                                           int frequency, EventWaitHandle stopper)
    {
      using (PerformanceCounter pc = new PerformanceCounter(category, counter, ""))
      {
        pc.ReadOnly = false;
        pc.RawValue = 0;
        pc.Increment();
        while (!stopper.WaitOne(1000 / frequency))
        {
          pc.Increment(); // or pc.IncrementBy(1);
        }
      }
    }
    static void DeleteCookedProgramsCounter()
    {
      string category = "CSharpCooking";
      if (PerformanceCounterCategory.Exists(category))
        PerformanceCounterCategory.Delete(category);
    }
    static void Main()
    {
      CreateCookedProgramsCounter();
      EventWaitHandle stopper = new ManualResetEvent(false);
      new Thread(() => WriteCookedProgramsCounter("CSharpCooking",
        "Delicious programs", 10, stopper)).Start();
      new Thread(() => WriteCookedProgramsCounter("CSharpCooking",
        "Bad programs", 2, stopper)).Start();
      Console.ReadKey();
      stopper.Set();
      // DeleteCookedProgramsCounter();
    }
  }
}

Новые счетчики появятся в инструменте мониторинга производительности Windows при выборе опции Add Counters (Добавить счетчики), как показано на рис. 1.

Рис. 1. Специальные счетчики производительности

Через системный монитор визуально можно проследить динамику изменения счетчиков производительности во времени.

Рис. 2. Динамика изменения счетчиков производительности

Если позже понадобится определить дополнительные счетчики в той же самой категории, то старая категория должна быть сначала удалена вызовом метода PerformanceCounterCategory.Delete.

Создание и удаление счетчиков производительности требует наличия административных полномочий.

Альтернативный способ удаления категории возможен через командную оболочку PowerShell посредством команды:

[Diagnostics.PerformanceCounterCategory]::Delete("Your Category Name")

В основе PowerShell лежит среда CLR .NET. Все входные и выходные данные являются объектами .NET.

Использованный источник

Албахари Д., Албахари Б. C# 7.0. Справочник. Полное описание языка.: Пер. с англ. – СпБ.: ООО «Альфа-книга», 2018. – С. 550-555. (См. главу 13. Диагностика, п. Счетчики производительности.) ↩

Рецепты на языке C#