cpu-平均负载篇

什么是平均负载

平均负载指的是单位时间内，系统处于可运行状态或者不可中断状态的平均进程数
可运行状态：
- 指的是使用CPU或者正在等待CPU的进程，通过ps查看是在R状态的进程

不可中断状态
- 指的是内核态关键流程中的进程，并且这些进程是不可打断的，通过ps查看是在D状态的进程

平均负载的合理值

• 首先要了解系统的CPU个数

[root@VM_0_173_centos ~]# grep 'model name' /proc/cpuinfo |wc -l
8

• 当平均负载大于上述的CPU个数，这说明系统已经出现了过载
• 要通过系统的1min，5min，15min的负载趋势来判断负载的趋势
• 当平均负载高于CPU数量的70%的时候，就需要进一步分析负载高的问题了

平均负载与CPU使用率

CPU使用率
- 是单位时间内CPU繁忙程度的统计，跟平均负载不一定完全对应
- CPU密集型进程，使用大量CPU会大致平均负载升高，此时二者是一致的
- IO密集型进程，等待IO也会导致CPU平均负载升高，但CPU使用率不一定很高
- 大量等待CPU的进程调度会导致二者都比较高

案例分析

工具：
- iostat：
- mpstat：是一个常用的CPU性能分析工具，用来实时查看每个CPU的性能指标，以及所有CPU的平均指标
- pidstat：进程性能分析工具，用来查看实时进程的CPU，内存，IO，以及上下文切换等性能指标
环境：
- centos7
- yum -y install stress sysstat

场景一： CPU密集型进程

需要开启四个终端：
第一个终端执行stress，模拟CPU 100%使用率的场景

[root@www ~]# stress --cpu 1 --timeout 600

第二个终端执行如下，然后观察平均负载变化情况

[root@www ~]# watch -d uptime

第三个终端执行如下，查看到CPU的使用率

[root@www ~]# mpstat -P ALL 5

第四个终端，通过pidstat去定位哪个PID占用的CPU资源比较高

[root@www ~]# pidstat -u 5 1

IO 密集型进程

需要开启四个终端：
第一个终端执行stress，模拟IO压力

[root@www ~]# stress --cpu 1 --timeout 600

第二个终端执行如下，然后观察平均负载变化情况

[root@www ~]# watch -d uptime

第三个终端执行如下，查看到CPU的使用率

[root@www ~]# mpstat -P ALL 5

第四个终端，通过pidstat去定位哪个PID占用的CPU资源比较高

[root@www ~]# pidstat -u 5 1

大量进程场景

需要开启四个终端：
第一个终端执行stress，模拟8个进程

[root@www ~]# stress -c 8 --timeout 600

第二个终端执行如下，然后观察平均负载变化情况

[root@www ~]# watch -d uptime

第三个终端执行如下，查看到CPU的使用率

[root@www ~]# mpstat -P ALL 5

第四个终端，通过pidstat去定位哪个PID占用的资源比较高

[root@www ~]# pidstat -u 5 1