系统信息显示及磁盘空间统计

技术2026-01-08 11

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系统信息显示及磁盘空间统计Ⅰ 项目模块（1）项目总体模块框图 Ⅱ CPU占有率小记Ⅲ 磁盘统计小记

系统信息显示及磁盘空间统计

项目目标

统计磁盘某个文件目录下子目录、子文件所占空间的大小通过曲线图实时展示CPU 占有率

项目使用技术栈与平台

所用技术：javaSE/javafx平台与环境：windows 10/jdk1.8/idea

项目功能

显示CPU 占有率，OS 版本，内存大小，操作系统架构等系统信息文件目录扫描

项目展示：（1）显示CPU 占有率 (2) 磁盘空间统计

Ⅰ 项目模块

项目总体模块框图创建主程序fxml 描述UICPU 占有率Tab 页设计磁盘扫描Tab 页设计Controller 模块系统资源获取模块文件目录扫描模块

（1）项目总体模块框图

OS Monitor 项目结构分为两部分：UI 部分和逻辑部分。 UI 部分：主程序、磁盘空间扫描Tab 页、CPU 占有率Tab 页、Controller。UI 部分是通过javafx来实现。逻辑部分：系统资源获取、文件目录扫描。系统资源是通过OperatingSystemMXBean 来获取。（2）JavaFX javaFX 是JAVA 的GUI （图形用户界面）工具箱，javafx能够使用布局文件（XML）设计GUI 并使用CSS 设置样式。JavaFX 还将2D 和3D 图形、图表，以及音频、视频和嵌入式Web应用程序集成到一个GUI工具包中。 javafx 的核心构架： javafx 控件： javafx 中的控件是一个树形结构，每个节点都是一个控件，所有控件都是从Node 派生下来的，所以每个控件都可以叫做Node。 JavaFX编程指南：http://tutorials.jenkov.com/javafx/index.html

（3）创建项目：打开Idea，选择菜单"ﬁle" -> “new” -> “project” 。（4）创建主程序将项目自动生成的主程序Main替换成我们的OSMonitorApplication。

public class OSMonitorApplication extends Application { @Override public void start(Stage primaryStage) throws Exception { // 1. 加载.fxml 文件 FXMLLoader loader = new FXMLLoader(getClass().getClassLoader().getResource("os_monitor_tab1.fxml")); Parent root = loader.load(); // 2. 创建一个场景对象 Scene scene = new Scene(root, 800, 600); // 3. 给舞台对象设置标题 primaryStage.setTitle("OS Monitor"); // 4. 给舞台对象stage 设置场景对象scene primaryStage.setScene(scene); // 5. 展示舞台 primaryStage.show(); } }

加载.fxml 文件：

//getResource从resource下获取资源，类加载器 FXMLLoader loader = new FXMLLoader(getClass().getClassLoader().getResource("os_monitor_tab.fxml"));

真正的加载：

Parent root = loader.load();

注意：

所有javafx 主程序必须派生自Application 类子类必须override 父类的start 方法

创建一个资源文件夹resource,并将其标记为资源路径：（5）fxml 描述UI 我们要用自己设计的UI 替换工程自动生成的.fxml 文件（UI的设计部分主要由SceneBuilder来完成）。UI 的主题框架是通过fxml 来描述。UI 交互比较简单，只有两个tab 页。fxml 中所有元素名称都是Javafx 中的类名或者是类的属性名，元素的属性是javafx 中类的属性。

UI 主框架包含两个tab 页，用到的控件是<TabPane> 和<Tab> 。<TabPane> 代表tab页所在的容器面板，代表一个个的tab 页。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> // 导入类路径 <?import javafx.geometry.Insets?> <VBox maxHeight="-Infinity" maxWidth="-Infinity" minHeight="-Infinity" minWidth="-Infinity" xmlns="http://javafx.com/javafx/8.0.171" xmlns:fx="http://javafx.com/fxml/1" fx:controller="com.haska.ui.OSMonitorController"> <children> <TabPane tabClosingPolicy="UNAVAILABLE"> <tabs> <Tab onSelectionChanged="#handleCPUSelectionChanged" text="CPU 占有率"> <content> ... </content> </Tab> <Tab text="磁盘空间统计"> <content> ... </content> </Tab> </tabs> </TabPane> </children> </VBox>

（6）CPU 占有率Tab 页设计 CPU 占有率= CPU 执行程序时间/ 统计周期时间。比如，每100ms 统计一次占用率，如果CPU 执行程序用了90ms，那么CPU 占用率是90/100 = 90%。CPU 执行程序时间包括：用户程序执行时间和内核空间执行时间。CPU 占有率Tab 页主要是通过<LineChart> 控件绘制曲线图，x 轴和y 轴都用<NumberAxis> 控件。通过<Tab> 控件的onSelectionChanged 属性设置监听事件的方法：handleCPUSelectionChanged。

（7）磁盘扫描Tab 页设计磁盘扫描Tab 页主要是用到了<TreeTableView> 控件，绘制一个树形表格。另外设计了一个<Button> 控件来选择文件目录，通<Button> 控件的onAction 属性设置监听事件的方法：handleSelectFile。

（8）Controller 模块（只有Controller和xml文件是直接关联的）

Controller 主要是用于处理UI 事件，需要将此类添加到.fxml 文件中，我们用到的顶级容器是<VBox> ，通过fx:controller 属性设置Controller 类的包路径，方法如下：

在Controller 中，我们需要处理两个事件：CPU 占有率和目录结构统计，代码如下：

// 磁盘目录扫描事件处理方法 public void handleSelectFile(ActionEvent actionEvent) { // 1. 打开文件选择对话框 // 2. 开启磁盘目录扫描线程 // 3. 渲染TreeTableView } // CPU 占有率事件处理方法 public void handleCPUSelectionChanged(Event event) { // 1. 创建一个定时器，每隔一秒获取一次CPU资源绘制曲线图 // 2. 绘制LineChart }

注意：在Controller中可以通过xml中控件的id名对控件进行调用。

(9) 系统资源获取模块系统资源获取采用的是OperatingSystemMXBean，这是一个JMX 接口，用于获取运行JVM 的系统的资源信息，比如，CPU 占有率，OS 版本，内存大小等等。我们用的是com.sun.management.OperatingSystemMXBean 类。

绘制CPU 占有率曲线的核心思想：

每隔一秒对CPU 占有率进行一次采样，作为数轴的y 坐标我们一共保存60 秒，即1 分钟的样本点，时间作为x 坐标。用一个数组保存坐标(x,y)，每一次采样，需要把之前采样的坐标点的x 坐标减1，这样绘制的时候就会产生移动的效果。 private static final int DATA_LENGH = 60; private static XYPair[] cpuDatas = new XYPair[DATA_LENGH]; private static int firstIndex = DATA_LENGH; private static void moveCPUData(double cpuPercetage){ int movIdx = -1; if (firstIndex == 0){ movIdx = firstIndex + 1; }else { movIdx = firstIndex; firstIndex--; } for (; movIdx < cpuDatas.length; ++movIdx){ cpuDatas[movIdx-1].setX(cpuDatas[movIdx].getX()-1); cpuDatas[movIdx-1].setY(cpuDatas[movIdx].getY()); } movIdx--; cpuDatas[movIdx] = new XYPair(movIdx, cpuPercetage); }

(10) 文件目录扫描模块文件目录扫描比较简单，核心思想是：用递归的方式遍历文件目录结构，统计某个目录下面所有子目录占用总的磁盘空间大小，然后再做一个汇总。

File[] files = node.getFile().listFiles(); if (files == null) { return; } for (File file : files) { FileTreeNode child = new FileTreeNode(); child.setFile(file); child.setFileName(file.getName()); if (file.isDirectory()) { scannerDirectory(child); } else { child.setTotalLength(file.length()); } node.setTotalLength(node.getTotalLength() + child.getTotalLength()); node.addChildNode(child); }

Ⅱ CPU占有率小记

利用JMX 获取系统资源，内存，cpu占有率等

private static OperatingSystemMXBean mxBean = ManagementFactory.getPlatformMXBean(OperatingSystemMXBean.class);

需要将CPUchart和我们构建的坐标点联系起来，cpuChart即为xml中的id名。逻辑部分和Ui部分的坐标点转换：

//拿到坐标点 OSResource.XYPair[] xyPairs = OSResource.getCPUPercetage(); XYChart.Series series = new XYChart.Series(); //用XYChart存放坐标点，Series里面有很多坐标点 for(OSResource.XYPair xyPair:xyPairs){ //将数据转换为XYChart的坐标 XYChart.Data data = new XYChart.Data(xyPair.getX(),xyPair.getY()); series.getData().add(data); }

加入定时器：每隔一段时间，执行一次任务；

//定时器线程 private Timer timer = new Timer(); //定时器任务 private TimerTask timerTask = null; //创建一个线程任务 timerTask = new TimerTask() { @Override public void run() { //具体任务//将数据转换为XYChart的坐标 }; //0代表任务安排后，立刻执行，1000ms为周期执行时间 timer.schedule(timerTask,0,1000);

拿到要触发事件的对象

Tab tab = (Tab)event.getTarget();//拿到触发事件的对象

注意：在gui程序中，ui界面的渲染需要在主线程完成，不能在子线程中完成。

ui里提供了一个方法，可以将线程切换到主线程中执行。

//将渲染逻辑切换到主线程执行 Platform.runLater( () ->{ //清除上一次图表中的数据点 if(cpuChart.getData().size()>0){ cpuChart.getData().remove(0); } cpuChart.getData().add(series);//数据点 osType.setText(OSResource.getOSName()); cpuArch.setText(OSResource.getcpuArch()); Version.setText(OSResource.getVersion()); } );

Ⅲ 磁盘统计小记

创建一个目录选择器

DirectoryChooser directoryChooser = new DirectoryChooser();

拿到OSmonistor的窗体primaryStage

//定义一个空的窗体 private Stage primaryStage = null; public void setPrimaryStage(Stage primaryStage) { this.primaryStage = primaryStage; }

在主函数中，将窗体传给Controller。

OSMonitorController controller=loader.getController(); //加载fxml时，loader包含controller //将主窗口primaryStage传给OSMonitorController controller.setPrimaryStage(primaryStage);

将弹出的对话框附着在primaryStage,并返回一个我们选择的目录或文件对象

File file = directoryChooser.showDialog(primaryStage); //file代表返回的选择目录或文件

TreeTableView是一个泛型类：@FXML private TreeTableView<FileTreeNode> fileStat;

//准备好逻辑部分后开始渲染 TreeItem rootItem = new TreeItem(rootNode, new ImageView(image));

这只是将根节点转换过来了。

注意：

private String fileName;//文件名 private long totalLength;//文件的总长 List<FileTreeNode> childrens = new ArrayList<>();//记录子目录

这里的文件名和文件总长要和xml中的一致

xml和Controller中的一致：

<TreeTableView fx:id="fileStat" HBox.hgrow="ALWAYS"> @FXML private TreeTableView<FileTreeNode> fileStat;

组建逻辑部分树结构的时候采用的递归，那么渲染的时候也要采用递归逻辑部分:

import java.io.File; public class FileScanner { //深序遍历 public static void scannerDirectory(FileTreeNode node) { //获取当前目录的子目录或文件列表 File[] files = node.getFile().listFiles();//File的一个方法listFiles返回一个文件对象的数组 if (files == null) { return; } //遍历子目录或者文件 for (File file : files) { FileTreeNode child = new FileTreeNode(); child.setFile(file); child.setFileName(file.getName()); if (file.isDirectory()) { //继续递归子目录 scannerDirectory(child); } else { //计算文件大小 child.setTotalLength(file.length()); } node.setTotalLength(node.getTotalLength() + child.getTotalLength()); node.addChildNode(child); } } }

树表渲染部分：

//递归渲染 FileTreeNode转为TreeItem private void fillTreeItem(FileTreeNode rootNode, TreeItem rootItem){ List<FileTreeNode> childs = rootNode.getChildrens(); for(FileTreeNode node:childs){ //树转换 TreeItem item = new TreeItem(node); //如果孩子节点大于0，说明还有子目录 if(node.getChildrens().size()>0){ item.setGraphic(new ImageView(image)); } rootItem.getChildren().add(item); //递归 fillTreeItem(node,item); } }

对根节点进行渲染

//转换到主线程执行 Platform.runLater( () ->{ fileStat.setRoot(rootItem); } );

注意：设置setDaemon，当线程结束时，自动释放资源。

thread.setDaemon(true);//线程执行完毕自动释放资源

允许树自动展开

rootItem.setExpanded(true);//树展开

加载文件夹图标：

private final Image image = new Image(getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("Folder.png"));

TreeItem的构造方法中允许插入图标

public TreeItem(final T value, final Node graphic)

设置根节点图标：

TreeItem rootItem = new TreeItem(rootNode, new ImageView(image));

将子树也设置文件夹图标：

//如果孩子节点大于0，说明还有子目录 if(node.getChildrens().size()>0){ item.setGraphic(new ImageView(image)); }

清空上一次选择的数据：

//在重新选择时，清空数据 fileStat.setRoot(null);

关掉定时器：

//Tab页没被选中时，关掉定时器TimerTask if(timerTask!=null){ timerTask.cancel(); timerTask = null; } //程序退出时，退出timer线程 public void shutdown(){ if(timer !=null){ timer.cancel(); } }

当请求关闭窗口时，调用shutdown方法

//当关闭窗口时，关闭timer线程 primaryStage.setOnCloseRequest((e) -> controller.shutdown());

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