I/O密集型进程大量进程的场景以及上下文切换

Posted 2021-03-02 my_captain

一. 上节回顾

1. 什么是进程？什么是线程？它们之间的区别？

2. CPU命令

　　查看物理CPU的个数

　　查看每个物理CPU的核数

　　查看逻辑CPU的个数

3. CPU架构

　　从处理器层面查看

　　从操作系统层面查看

4. uptime

　　load average：三个负载的含义

　　平均负载和CPU使用率

5. 场景一：CPU密集型进程

二. 场景二：I/O密集型进程

1. 在第一个终端里运行

stress -ng -i 1 --hdd 1 --timeout 600  #hdd表示读写临时文件
或者
stress -i 1 --timeout 600
或者stress -d 1 -t 600

2. 在第二个终端里运行

watch -d uptime

3. 在第三个终端里使用mpstat查看CPU使用率的变化情况

mpstat -P ALL 5

在运行的过程中，1分钟的平均负载会慢慢不断升高，其中一个CPU使用率升高超过90%以上，iowait也很高，说明平均负载的升高是由于iowait的升高导致的

4. 查看是哪个进程导致的

pidstat -u 5 1

stress -ng -hdd

三. 场景三：大量进程的场景

当系统中运行进程超出CPU运行能力时，是不是出现等待CPU的进程情况

1. 在第一个终端中模拟12个进程

stress -c 12 --timeout 600

由于系统只有4个CPU，明显比12个进程要少得多，因此系统CPU处于严重过载状态

2. 在第二个终端中使用uptime查看

平均负载高达load average：11.43

3. 在第三个终端运行pidstat看一下进程的情况

可以看出，12个进程在抢夺4个CPU，每个进程等待CPU时间（也就是%wait）高达67%，明显超出CPU的计算范围，最终导致CPU过载

 

总结一下：

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

(1) 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

(2) I/O密集型进程：等待I/O也会导致平均负载升高，但CPU使用率(user%)不一定很高

(3) 大量等待CPU的进程调度也会导致平均负载升高