平均负载

Posted 2020-12-11 leisurelylicht

什么是平均负载

平均负载时指单位时间内，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 使用率没有直接关系。

可运行状态的进程

指正在使用 CPU 或者正在等待 CPU 的进程数。也就是说我们常用 ps aux 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

指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，也就是我们再 ps aux 命令中看到的 D 状态(Uninterruptible Sleep, 也称为 Disk Sleep）的进程。

平均负载为多少时合理

平均负载最理想的情况是等于 CPU 个数，所以在评价平均负载时，首先需要知道系统有几个CPU。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。

实际环境中，当平均负载高于 CPU 数量 70% 的时候，就应该分析排查负载高的问题了。一旦负载过高，就可能导致进程响应变慢，进而影响服务的正常功能。

平均负载与 CPU 使用率

平均负载时指单位时间内，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。

例如：

• 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，但是 CPU 使用率不一定很高。
• 大量等待 CPU 的进程也会导致平均负载升高，此时的 CPU 使用率也会比较高

分析平均负载使用的命令

1. uptime

当发现系统变慢时可以通过uptime命令来了解系统的负载情况。

$ uptime
02:34:03 up 2 days, 20:14, 1 user, load average: 0.63, 0.83, 0.88

uptime 命令每列含义

02:34:03    // 当前时间
up 2 days, 20:14    // 系统运行时间
1 user  // 正在登陆用户数
0.63    // 1分钟平均负载
0.83    // 5分钟平均负载
0.88    // 5分钟平均负载

• 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。
• 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，这种增加可能是临时性的，也有可能是持续性的，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。

2. mpstat

mpstat是一个常用的多核 CPU 性能分析工具，用来实时查看每个 CPU 的性能指标，以及所有 CPU 的平均指标。

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• 当遇到 CPU 密集型进程的时候，%usr 的数值会逐渐升高，而 %iowait 的数值不会增加。
• 而遇到 I/O 密集型进程的时候， %iowait 的数值会快速上升，而 %user 的数值增加则不多。

3. pidstat

pidstat 是一个常用的进程性能分析工具，用来实时查看进程的 CPU，内存，I/O 以及上下文切换等性能指标。

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