Linux学习 CPU负载率的计算方式理解

Posted 2020-11-03

　　Load average的概念源自UNIX系统，虽然各家的公式不尽相同，但都是用于衡量正在使用CPU的进行数量和正在等待CPU的进程数量，一句话就是runable processes的数量。所以Load average可以作为CPU瓶颈的参考指标，如果大于CPU的数量，说明CPU可能不够用了。

　　但是，在Linux上有点差异!

　　Linux上的load average除了包括正在使用CPU的进程数量和正在等待CPU的进程数量之外，还包括uninterruptible sleep的进程数量。通常等待IO设备、等待网络的时候，进程会处于uninterruptible sleep状态。Linux设计者的逻辑是，uninterruptible sleep应该都是很短暂的，很快就会恢复运行，所以被等同于runnable。然而uninterruptible sleep即使再短暂也是sleep，何况现实世界中uninterruptible sleep未必很短暂，大量的、或长时间的uninterruptible sleep通常意味着IO设备遇到了瓶颈。众所周知，sleep状态的进程是不需要CPU的，即使所有的CPU都空闲，正在sleep的进程也是运行不了的，所以sleep进程的数量绝对不适合用作衡量CPU负载的指标，Linux把uninterruptible sleep进程算进load average的做法直接颠覆了load average的本来意义。所以在Linux系统上，load average这个指标基本失去了作用，因为你不知道它代表什么意思，当看到load average很高的时候，你不知道是runnable进程太多还是uninterruptible sleep进程太多，也就无法判断是CPU不够用还是IO设备有瓶颈。

　　从另一个方面来说，也就可以解释为什么磁盘慢时(大量磁盘使用时)，CPU负载会飙高了。基本上我碰到CPU负载高的情况就两种情况：CPU本身处理太多任务，再加上软中断和上下文切换太频繁导致负载高;再就是磁盘太慢导致了不可中断睡眠太多导致CPU负载高。

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