到底该怎么理解平均负载

Posted 2021-01-28

linux系统基础
每次我们发现系统变慢或者监控发现CPU有异常飚高，都会使用linux系统命令查看，比如top，uptime，等命令，了解当时系统负载情况；
$uptime
10:43:42 up 124 days, 19:22, 16 users, load average: 0.22, 0.13, 0.14
/当前时间 /运行时间 /登录用户数
比如uptime，上面每一个输出的含义，后面三个一次是1分钟、5分钟、15分钟的平均负载
那么问题来了，0.22到底代表的是什么？是单位时间内的CPU使用率？
我们可以使用man uptime 了解平均负载的详细解释；

**平均负载**
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；和CPU使用率并没有直接关系

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ps命令看到的处于R状态的进程

不可中断状态的进程是正处于内核态关键流程的进程，比如最常见的是等待硬件设备的I/O响应， 也就是ps命令中看到的D状态的进程；
因此可简单理解为，平均负载其实就是平均活跃进程数，单位时间内的活跃进程数；
例子：当平均负载为2时，意味着什么？

• 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的系统行，意味着CPU有50%的空闲
• 而在只有一个CPU的系统中，则有一半的进程竞争不到CPU

那么平均负载多少比较合理？
平均负载最理想的状态是等于系统CPU个数（逻辑核数）
当平均负载高于CPU数量70%的时候就应该关注；

实际排查中，我们肯定不会只用uptime看平均负载，会结合很多其他性能命令一起排查，比如dstat，pidstat，top，iowait，iostat等；

平均负载于CPU使用率
在学习文章之前我经常混淆这两个概念，load和idle到底该看那个，是不是load高，idle就一定低？
在回到上面的平均负载，单位时间内，处于可运行状态和不可中断状态的进程数，因此，它不仅包括正在使用的CPU的进程还包括等待CPU和等待I/O的进程；
而CPU使用率：单位时间内CPU繁忙情况的统计，跟平均负载不一定完全对应。比如：

• CPU密集型进程，使用大量CPU会平均负载高，CPU使用率繁忙，此时这两者是一致的
  * I/O密集型进程，等待I/O会导致平均负载高，但CPU使用率不一定高
• 大量等待CPU的进程会导致平均负载高，此时CPU使用率也会高

所以主要差别是I/O密集型，I/O等待会导致平均负载高，但不一定会导致CPU使用率高，这时候就可以结合其他命令查看，最通用的是先使用pidstat 确认是idle还是IO问题，再用pidstat确认具体进程。

具体演示例子可自行设计。

学习资料地址：https://time.geekbang.org/column/article/69618