性能指标分析--CPU篇（二）

CUP分析实战

一、模拟远超cpu核数的多进程

模拟工具stress-ng，stress-ng是 stress压力测试工具的 升级版本

• 使用stress-ng工具来模拟企业中，cpu利用率高的各种情况。
• yum install -y epel-release.noarch && yum -y update
• yum install stress-ng -y

模拟场景：远超cpu核数的多进程

(( proc_cnt = `nproc`*10 )); stress-ng --cpu $proc_cnt --pthread 1 --timeout 150

命令涵义：nproc 得到是 当前电脑cpu的数量，模拟产生10倍核数的进程，每个进程1个线程，运行150秒
1、top命令观察到的现象：

• cpu使用率 us+sy 将近100%，有一定的si（中断）
• loadaverage 过去1分钟的值很高
• cpus us态值很大，sy有值但很小
• 进程中，新增了了大量stress-ng进程

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2、vmstat命令观察到的现象

• proc的r队列值非常大
• system的in(每秒中断次数) 和 cs(上下文切换次数) 都很大
• free、buff、cache变化不大

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3、pidstat -w 命令观察到的现象

• stress-ng-cpu这些进程的 nvcswch/s（非自愿上下文切换）比较高

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总结：我只有4个cpu，但是在有大量的进程要使用cpu时，通过vmstat看到 r队列有大量的队列等待使用cpu，并且看到了有大量中断和上下文切换。基本可以确定cpu不够。

二、模拟场景：单cpu多线程

stress-ng --cpu `nproc` --pthread 1024 --timeout 150

命令涵义：电脑有多少个cpu，就模拟出 cpu数量*1024 这么多线程 运行150秒

1、top命令观察到的现象：

• cpu使用率 us+sy 将近97%，有3%的si
• loadaverage 过去1分钟的值很高
• cpus us较小，sy较大
• 进程中，新增了了大量stress-ng-pthre进程

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2、vmstat命令观察到的现象

• proc的r队列值非常大
• system的in(每秒中断次数) 和 cs(上下文切换次数) 都很大
• free变小，cache变大

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3、pidstat -w 命令观察到的现象

• stress-ng-pthre这些进程的 cswch/s（自愿上下文切换）比较高

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总结：线程上下文切换与进程上下文切换对比

• top命令
  • loadavg 都升高
  • 进程上下文： us态数值 > sy态数值 （cpu消耗在应用运行进程切换中）
  • 线程上下文： us态数值 < sy态数值 （cpu消耗在内核线程切换处理中）
• vmstat命令
  • proc： r 有明显数据（有较多的等待）
  • 内存： 线程上下文切换 内存数据有明显变化（free会变小，catch会变大）
  • in\cs： 也是有明显的数据变化的（中断和上下文切换都会变多）
• pidstat命令：
  • 进程上下文切换：非自愿上下文切换的数据 多于 自愿上下文切换
  • 线程上下文切换：自愿上下文切换的数据 多于 非自愿上下文切换

三、模拟大量I/O操作

stress-ng --hdd 1 -i 6 --timeout 150

1、top命令观察到的现象：

• cpu使用率 id（空闲） 和 wa（等待）较高
• loadaverage 升高

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2、vmstat

• 内存有明显的变化： 写操作频繁，所以，free变小，cache数据变大
• io的bi和bo数据有明显的数值

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3、iostat -dx 1

• wkB/s和rkB/s 有大量数据，说明现在有大量读写操作

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