如何用C++获取macOS活动监视器中CPU、GPU、RAM占用数据？

直接调用macOS原生系统API是最优方案，完全避免fork子进程执行shell命令的开销，同时可以覆盖CPU、内存、GPU三类数据的采集，统计结果和活动监视器完全对齐。

前置依赖 #

需要引入三个系统头文件，编译时链接CoreFoundation、IOKit两个系统框架：

#include <libproc.h>
#include <mach/mach.h>
#include <IOKit/IOKitLib.h>

各资源采集实现 #

• CPU使用率采集
  使用proc_pidinfo接口获取进程的运行时间统计，两次采样的时间差除以采样间隔即可得到CPU使用率，核心代码示例：

double get_process_cpu(pid_t pid) {
    struct proc_taskinfo task_info;
    int ret = proc_pidinfo(pid, PROC_PIDTASKINFO, 0, &task_info, sizeof(task_info));
    if (ret <= 0) return 0.0;
    // 结合两次采样的pti_total_user + pti_total_system时间差计算使用率
    static uint64_t last_total_time = 0;
    static uint64_t last_timestamp = 0;
    uint64_t now = mach_absolute_time();
    uint64_t total_time = task_info.pti_total_user + task_info.pti_total_system;
    
    double cpu_usage = 0.0;
    if (last_timestamp > 0) {
        uint64_t time_diff = now - last_timestamp;
        uint64_t cpu_diff = total_time - last_total_time;
        // 转换为百分比，macOS下CPU使用率单核心满负荷为100%，多核心累加
        cpu_usage = (double)cpu_diff / (double)time_diff * 100.0;
    }
    last_total_time = total_time;
    last_timestamp = now;
    return cpu_usage;
}

• RAM内存占用采集
  同样使用proc_pidinfo读取pti_resident_size字段，即为进程当前的物理内存占用，单位为字节：

uint64_t get_process_ram(pid_t pid) {
    struct proc_taskinfo task_info;
    int ret = proc_pidinfo(pid, PROC_PIDTASKINFO, 0, &task_info, sizeof(task_info));
    return ret > 0 ? task_info.pti_resident_size : 0;
}

• GPU占用采集
  使用IOKit框架读取GPU性能计数器数据，核心逻辑为匹配IOAccelerator服务，读取进程维度的GPU时间占用，采样计算逻辑和CPU类似，编译时需要链接IOKit框架。如果仅需要采集当前应用自身的GPU占用，也可以直接使用Metal框架提供的MTLCommandBuffer性能统计接口，无需操作IOKit。

方案优势 #

• 性能开销极低：所有接口均为用户态直接调用，无需创建子进程、解析命令输出，采集耗时比shell调用低两个数量级以上
• 数据准确性高：和活动监视器使用相同的底层数据源，统计结果完全对齐
• 兼容性好：所有公开API支持macOS 10.10及以上系统版本，无版本适配问题

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ellipticaldoor