什么是 CPU 窃取时间？

Posted 2022-12-04 rtoax

What is CPU steal time: Site24x7

CPU 窃取时间，也称为被盗 CPU，是云服务器中的虚拟 CPU 非自愿地在物理 CPU 上等待其处理时间的时间百分比。

在云环境中，管理程序充当物理服务器与其虚拟化环境之间的接口。该软件层安装在物理硬件上，通过将 CPU 时间分配给虚拟机 (VM)、网络操作、存储 I/O 请求等进程来管理所有任务。

CPU 窃取时间发生在进程准备好由虚拟 CPU 执行时，但它正在等待管理程序为其分配物理 CPU。发生这种情况是因为管理程序正在为另一个 VM 提供服务。

虚拟环境中的 CPU 时间

VM 与虚拟环境中同一主机上的其他 VM 共享其资源，例如 RAM、硬盘、CPU 周期等。如果 VM 是物理服务器上具有相同负载和大小的四个相同 VM 之一，简单的数学表明每个 VM 应该获得 25% 的 CPU 周期。

然而，在大多数情况下，VM 最终会消耗超过分配的周期。在极少数情况下，如果它没有获得分配的 CPU 周期，窃取时间会增加。

识别和跟踪 CPU 窃取时间

在云环境中将系统作为 VM 运行时，几乎不可能避免一些窃取时间。这是因为 VM 与其他 VM 共享物理服务器。

在 Linux 终端上运行 top 命令可以查看 VM 的窃取时间：

 

top 命令显示系统摘要以及当前由 Linux 内核管理的进程或线程的列表。

如上面屏幕截图中突出显示的，窃取时间标记为st或%st。如果窃取时间的值为20st，则表示总进程时间的 20% 用于等待分配物理 CPU。

st 可以具有的最大值为 100.0。这是最坏的情况，虚拟 CPU 什么都不做，只是等待管理程序分配物理 CPU。幸运的是，这种情况非常罕见。

CPU窃取时间的原因

导致 CPU 窃取时间长的主要原因有两个：

• 进程需要的不仅仅是分配的 CPU

  当负载繁重的进程在 VM 上运行时，分配给它的 CPU 周期可能不足以处理工作负载。

• 物理服务器被虚拟机超载

  在这种情况下，云服务器提供商为物理服务器超额订购了虚拟机，使得物理 CPU 无法处理这些进程。

不幸的是，仅通过查看抢断时间很难确定这两种情况中的哪一种情况。还有其他因素需要考虑。但是，如果在不同的主机上运行具有相似工作负载的相同虚拟机，则可能会找出属于哪种情况。

CPU窃取时间长的问题

在具有高窃取时间的虚拟机管理程序上运行的 VM 可能会导致严重问题，包括：

• 慢 I/O
• 页面加载时间较慢
• 较慢的数据库查询时间
• 报告处理速度较慢
• 由于无法快速处理异步任务而增加了队列大小
• 由于启动更多服务器来处理相同负载而增加了基础架构成本

对服务器上的高窃取时间零容忍是明智的。被盗 CPU 会减慢机器速度，甚至导致它们在极端情况下完全停止。

何时担心

如果 CPU 窃取时间低于 10%，则无需担心，应用程序应该可以顺利运行。但是，如果窃取时间的值大于 10%（即高于正常值大约 20-30 分钟），VM 的运行速度可能比预期慢。如果窃取时间仍然很高，则表明 CPU 争用，这会降低应用程序的性能。

修复高 CPU 窃取时间

如上所述，在大多数情况下，CPU 窃取是由于分配不当和资源不足导致 CPU 过载。现在让我们看看一些可能的修复：

• 如果 CPU 窃取时间突然增加，第一个可能的解决方案是手动终止 VM 并将其重新启动到另一台物理服务器。但是，如果根本原因是应用程序中的一些缓慢且低效的代码，那么这将只是一个临时修复。
• 在很多情况下，物理服务器的超卖是 CPU 窃取时间的根本原因。在这种情况下，服务器提供商应该限制每个 VM 使用的处理能力。
• 如果分配给 VM 的 CPU 资源不足以处理请求，请通过扩展处理时间或处理器内核来增加它们。
• 如果没有财务限制，升级虚拟机是从根本上解决问题的最快、最可靠的方法。

概括

在将应用程序部署到虚拟化计算环境时，CPU 窃取时间是一个值得关注的关键指标，因为它会以多种方式影响应用程序。通过监控窃取时间并确定其正确原因，您可以采取适当的措施来减少它。