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linux 性能调优 平均负载

时间:2019-09-15 16:46:37      阅读:141      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:其他   导致   平均值   name   pst   code   进程   常用   load   

使用 uptime 查看 系统负载情况

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 load average:

依次则是过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载

简单来说,平均负载是指单位时间内,系统处于 可运行状态 和不可中断状态 的平均进程数,也就是平均活跃进程数,它和 CPU 使用率并没有直接关系。

所谓可运行状态的进程,是指正在使用 CPU 或者正在等待 CPU 的进程,也就是我们常用 ps 命令看到的,处于 R 状态(Running 或 Runnable)的进程。

不可中断状态的进程则是正处于内核态关键流程中的进程,并且这些流程是不可打断的,比如最常见的是等待硬件设备的 I/O 响应,也就是我们在 ps 命令中看到的 D 状态(Uninterruptible Sleep,也称为 Disk Sleep)的进程。比如,当一个进程向磁盘读写数据时,为了保证数据的一致性,在得到磁盘回复前,它是不能被其他进程或者中断打断的,这个时候的进程就处于不可中断状态。如果此时的进程被打断了,就容易出现磁盘数据与进程数据不一致的问题。 

所以,不可中断状态实际上是系统对进程和硬件设备的一种保护机制。

 因此,你可以简单理解为,平均负载其实就是平均活跃进程数。平均活跃进程数,直观上的理解就是单位时间内的活跃进程数,但它实际上是活跃进程数的指数衰减平均值。这个“指数衰减平均”的详细含义你不用计较,这只是系统的一种更快速的计算方式,你把它直接当成活跃进程数的平均值也没问题。 

既然平均的是活跃进程数,那么最理想的,就是每个 CPU 上都刚好运行着一个进程,这样每个 CPU 都得到了充分利用。比如当平均负载为 2 时,意味着什么呢?

在只有 2 个 CPU 的系统上,意味着所有的 CPU 都刚好被完全占用。 

在 4 个 CPU 的系统上,意味着 CPU 有 50% 的空闲。
而在只有 1 个 CPU 的系统中,则意味着有一半的进程竞争不到 CPU。

平均负载为多少时合理

 我们知道,平均负载最理想的情况是等于 CPU 个数。所以在评判平均负载时, 首先你要知道系统有几个 CPU ,这可以通过 top 命令或者从文件 /proc/cpuinfo 中读取,比如: 

grep ‘model name‘ /proc/cpuinfo | wc -l

有了 CPU 个数,我们就可以判断出,当平均负载比 CPU 个数还大的时候,系统已经出现了过载。

如果 1 分钟、5 分钟、15 分钟的三个值基本相同,或者相差不大,那就说明系统负载很平稳。
但如果 1 分钟的值远小于 15 分钟的值,就说明系统最近 1 分钟的负载在减少,而过去 15 分钟内却有很大的负载。
反过来,如果 1 分钟的值远大于 15 分钟的值,就说明最近 1 分钟的负载在增加,这种增加有可能只是临时性的,

也有可能还会持续增加下去,所以就需要持续观察。一旦 1 分钟的平均负载接近或超过了 CPU 的个数,就意味着系统正在发生过载的问题,

这时就得分析调查是哪里导致的问题,并要想办法优化了。

平均负载与 CPU 使用率

我们还是要回到平均负载的含义上来,平均负载是指单位时间内,处于可运行状态和不可中断状态的进程数。所以,它不仅包括了正在使用 CPU 的进程,还包括等待 CPU 和等待 I/O 的进程。 

而 CPU 使用率,是单位时间内 CPU 繁忙情况的统计,跟平均负载并不一定完全对应。

比如:

CPU 密集型进程,使用大量 CPU 会导致平均负载升高,此时这两者是一致的;
I/O 密集型进程,等待 I/O 也会导致平均负载升高,但 CPU 使用率不一定很高;
大量等待 CPU 的进程调度也会导致平均负载升高,此时的 CPU 使用率也会比较高。

下面,我们以三个示例分别来看这三种情况,并用 iostat、mpstat、pidstat 等工具,找出平均负载升高的根源。

stress 是一个 Linux 系统压力测试工具,这里我们用作异常进程模拟平均负载升高的场景。

而 sysstat 包含了常用的 Linux 性能工具,用来监控和分析系统的性能。我们的案例会用到这个包的两个命令 mpstat 和 pidstat。

CPU 密集型进程

 首先,我们在第一个终端运行  stress  命令,模拟一个  CPU  使用率 100% 的场景: 

stress --cpu 1 --timeout 600

 接着,在第二个终端运行 uptime 查看平均负载的变化情况:

watch -d uptime

技术图片

 

 在第三个终端 使用 mpstat 查看cpu 使用情况

mpstat -P ALL 5

技术图片

 

 那么,到底是哪个进程导致了 CPU 使用率为 100% 呢?你可以使用 pidstat 来查询:

技术图片

 

 从这里可以明显看到,stress 进程的 CPU 使用率为 89%。

模拟IO密集型的操作

1.首先还是运行 stress 命令,但这次模拟 I/O 压力,即不停地执行 sync:

stress -i 1 --timeout 600

2.还是在第二个终端运行 uptime 查看平均负载的变化情况:

watch -d uptime

技术图片

 

 

3.然后,第三个终端运行 mpstat 查看 CPU 使用率的变化情况:

mpstat -P ALL 5 1

技术图片

 

 使用 pidstat 观察

技术图片

 

 压力还是有stress 进程造成的。

 

linux 性能调优 平均负载

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原文地址:https://www.cnblogs.com/yg_zhang/p/11522940.html

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