如何理解LinuxCPU負(fù)載和CPU使用率

這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)?lái)有關(guān)如何理解Linux CPU負(fù)載和CPU使用率，文章內(nèi)容豐富且以專(zhuān)業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

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CPU負(fù)載和 CPU使用率

這兩個(gè)從一定程度上都可以反映一臺(tái)機(jī)器的繁忙程度.

cpu使用率反映的是當(dāng)前cpu的繁忙程度，忽高忽低的原因在于占用cpu處理時(shí)間的進(jìn)程可能處于io等待狀態(tài)但卻還未釋放進(jìn)入wait。

平均負(fù)載（load average）是指某段時(shí)間內(nèi)占用cpu時(shí)間的進(jìn)程和等待cpu時(shí)間的進(jìn)程數(shù)，這里等待cpu時(shí)間的進(jìn)程是指等待被喚醒的進(jìn)程，不包括處于wait狀態(tài)進(jìn)程。

以上分析可以看出，一臺(tái)機(jī)器很有可能處于低cpu使用率高負(fù)載的情況，因此看機(jī)器的繁忙程度應(yīng)該結(jié)合兩者，從實(shí)際的使用情況觀察，自己的一臺(tái)雙核志強(qiáng)2.8GHZ，2G內(nèi)存的機(jī)器在平均負(fù)載到50左右，cpu使用率才接近100%（應(yīng)用有不少io操作），這種情況下應(yīng)用還算流暢，實(shí)際訪問(wèn)延遲不是很高。因此在cpu還空閑的情況下，如何提高io響應(yīng)是減少負(fù)載的關(guān)鍵，很多人認(rèn)為負(fù)載到幾十了機(jī)器就非常繁忙了，我倒覺(jué)得如果這個(gè)時(shí)候cpu使用率比較低，則負(fù)載高可能不能很好說(shuō)明問(wèn)題，一旦cpu處理的進(jìn)程處理完后，那些等待的進(jìn)程也能立刻得到響應(yīng)，這種情況下應(yīng)該優(yōu)化io讀寫(xiě)速度。真到cpu使用率一直90%以上，即使平均負(fù)載只有個(gè)位數(shù)（比如某一個(gè)進(jìn)程一直在運(yùn)算），那機(jī)器其實(shí)也已經(jīng)繁忙了~

其實(shí)，在前面的文章中，也有寫(xiě)到cpu使用率低負(fù)載高，原因分析 cpu使用率低，但是load很高，load很高的可能是IO

CPU負(fù)載的一個(gè)類(lèi)比

判斷系統(tǒng)負(fù)荷是否過(guò)重，必須理解load average的真正含義。下面，我根據(jù)"Understanding Linux CPU Load"這篇文章，嘗試用最通俗的語(yǔ)言，解釋這個(gè)問(wèn)題。
首先，假設(shè)最簡(jiǎn)單的情況，你的電腦只有一個(gè)CPU，所有的運(yùn)算都必須由這個(gè)CPU來(lái)完成。
那么，我們不妨把這個(gè)CPU想象成一座大橋，橋上只有一根車(chē)道，所有車(chē)輛都必須從這根車(chē)道上通過(guò)。（很顯然，這座橋只能單向通行。）
系統(tǒng)負(fù)荷為0，意味著大橋上一輛車(chē)也沒(méi)有。

系統(tǒng)負(fù)荷為0.5，意味著大橋一半的路段有車(chē)。

系統(tǒng)負(fù)荷為1.0，意味著大橋的所有路段都有車(chē)，也就是說(shuō)大橋已經(jīng)"滿(mǎn)"了。但是必須注意的是，直到此時(shí)大橋還是能順暢通行的。

系統(tǒng)負(fù)荷為1.7，意味著車(chē)輛太多了，大橋已經(jīng)被占滿(mǎn)了（100%），后面等著上橋的車(chē)輛為橋面車(chē)輛的70%。以此類(lèi)推，系統(tǒng)負(fù)荷2.0，意味著等待上橋的車(chē)輛與橋面的車(chē)輛一樣多；系統(tǒng)負(fù)荷3.0，意味著等待上橋的車(chē)輛是橋面車(chē)輛的2倍?？傊?，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷大于1，后面的車(chē)輛就必須等待了；系統(tǒng)負(fù)荷越大，過(guò)橋就必須等得越久。

CPU的系統(tǒng)負(fù)荷，基本上等同于上面的類(lèi)比。大橋的通行能力，就是CPU的最大工作量；橋梁上的車(chē)輛，就是一個(gè)個(gè)等待CPU處理的進(jìn)程（process）。
如果CPU每分鐘最多處理100個(gè)進(jìn)程，那么系統(tǒng)負(fù)荷0.2，意味著CPU在這1分鐘里只處理20個(gè)進(jìn)程；系統(tǒng)負(fù)荷1.0，意味著CPU在這1分鐘里正好處理100個(gè)進(jìn)程；系統(tǒng)負(fù)荷1.7，意味著除了CPU正在處理的100個(gè)進(jìn)程以外，還有70個(gè)進(jìn)程正排隊(duì)等著CPU處理。
為了電腦順暢運(yùn)行，系統(tǒng)負(fù)荷最好不要超過(guò)1.0，這樣就沒(méi)有進(jìn)程需要等待了，所有進(jìn)程都能第一時(shí)間得到處理。很顯然，1.0是一個(gè)關(guān)鍵值，超過(guò)這個(gè)值，系統(tǒng)就不在最佳狀態(tài)了，你要?jiǎng)邮指深A(yù)了。

CPU負(fù)載-多處理器

上面，我們假設(shè)你的電腦只有1個(gè)CPU。如果你的電腦裝了2個(gè)CPU，會(huì)發(fā)生什么情況呢？
2個(gè)CPU，意味著電腦的處理能力翻了一倍，能夠同時(shí)處理的進(jìn)程數(shù)量也翻了一倍。
還是用大橋來(lái)類(lèi)比，兩個(gè)CPU就意味著大橋有兩根車(chē)道了，通車(chē)能力翻倍了。

所以，2個(gè)CPU表明系統(tǒng)負(fù)荷可以達(dá)到2.0，此時(shí)每個(gè)CPU都達(dá)到100%的工作量。推廣開(kāi)來(lái)，n個(gè)CPU的電腦，可接受的系統(tǒng)負(fù)荷最大為n.0。

CPU負(fù)載-多核處理器

芯片廠商往往在一個(gè)CPU內(nèi)部，包含多個(gè)CPU核心，這被稱(chēng)為多核CPU。
在系統(tǒng)負(fù)荷方面，多核CPU與多CPU效果類(lèi)似，所以考慮系統(tǒng)負(fù)荷的時(shí)候，必須考慮這臺(tái)電腦有幾個(gè)CPU、每個(gè)CPU有幾個(gè)核心。然后，把系統(tǒng)負(fù)荷除以總的核心數(shù)，只要每個(gè)核心的負(fù)荷不超過(guò)1.0，就表明電腦正常運(yùn)行。
怎么知道電腦有多少個(gè)CPU核心呢？
"cat /proc/cpuinfo"命令，可以查看CPU信息。"grep -c 'model name' /proc/cpuinfo"命令，直接返回CPU的總核心數(shù)。

系統(tǒng)負(fù)荷的經(jīng)驗(yàn)法則

1.0是系統(tǒng)負(fù)荷的理想值嗎？
不一定，系統(tǒng)管理員往往會(huì)留一點(diǎn)余地，當(dāng)這個(gè)值達(dá)到0.7，就應(yīng)當(dāng)引起注意了。經(jīng)驗(yàn)法則是這樣的：
當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷持續(xù)大于0.7，你必須開(kāi)始調(diào)查了，問(wèn)題出在哪里，防止情況惡化。
當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷持續(xù)大于1.0，你必須動(dòng)手尋找解決辦法，把這個(gè)值降下來(lái)。
當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷達(dá)到5.0，就表明你的系統(tǒng)有很?chē)?yán)重的問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有響應(yīng)，或者接近死機(jī)了。你不應(yīng)該讓系統(tǒng)達(dá)到這個(gè)值。

對(duì)于我的機(jī)器，有24個(gè)core，那么，load多少合適呢？

[root@jiangyi01.sqa.zmf /home/ahao.mah/ALIOS_QA]
#grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
24

答案是：

[root@jiangyi01.sqa.zmf /home/ahao.mah/ALIOS_QA]
#echo "0.7*24" |bc
16.8

最佳觀察時(shí)長(zhǎng)

最后一個(gè)問(wèn)題，"load average"一共返回三個(gè)平均值----1分鐘系統(tǒng)負(fù)荷、5分鐘系統(tǒng)負(fù)荷，15分鐘系統(tǒng)負(fù)荷，----應(yīng)該參考哪個(gè)值？
如果只有1分鐘的系統(tǒng)負(fù)荷大于1.0，其他兩個(gè)時(shí)間段都小于1.0，這表明只是暫時(shí)現(xiàn)象，問(wèn)題不大。
如果15分鐘內(nèi)，平均系統(tǒng)負(fù)荷大于1.0（調(diào)整CPU核心數(shù)之后），表明問(wèn)題持續(xù)存在，不是暫時(shí)現(xiàn)象。所以，你應(yīng)該主要觀察"15分鐘系統(tǒng)負(fù)荷"，將它作為電腦正常運(yùn)行的指標(biāo)。

上述就是小編為大家分享的如何理解Linux CPU負(fù)載和CPU使用率了，如果剛好有類(lèi)似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

網(wǎng)站欄目：如何理解LinuxCPU負(fù)載和CPU使用率
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