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从uptime、stress、mpstat、pidstat观察CPU密集型、IO密集型、进程密集型切换的系统性能_拾牙慧者的博客

24 人参与  2021年10月04日 16:03  分类 : 《资源分享》  评论

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uptime

dyy@dyy-Lenovo-ThinkBook-14-IIL:~$ uptime
 10:27:10 up 7 min,  1 user,  load average: 1.32, 0.99, 0.49

结果分别对应:当前时间、系统运行时间、当前用户数目、过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载(Load
Average)

平均负载是指单位时间内,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,和 CPU使用率没有直接关系。

可运行状态进程:正在使用CPU或者正在等待CPU的进程;即ps命令看到的,处于R状态的进程

不可中断状态进程: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,比如等待硬件设备的I/O响应,即ps命令中看到的D状态的进程。

不可中断状态实际上是系统对进程和硬件设备的一种保护机制。
下面语句可以得到CPU个数,一般来说,平均负载大于CPU的0.7倍时就需要注意了,大于CPU个数的话就会出现过载。

grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
8

通过对于平均负载的定义可以看出,它不仅包括了正在使用CPU的进程,还包括等待CPU和等待IO的进程。

CPU使用率与平均负载的关系:

CPU密集型进程,使用大量CPU会导致平均负载升高,两者一致。

I/O密集型进程,等待I/O也会导致平均负载升高,但CPU使用率不一定很高。

大量等待CPU的进程调度也会导致平均负载升高,此时的CPU使用率也会比较高。
接下来是实测:

CPU 密集型进程

stress 是一个 Linux 系统压力测试工具,我们在终端1运行该工具。
终端2,不断运行uptime,可以发现平均负载在不断上升。
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,我们在终端3运行它。可以发现有一个核的使用率为100%,但是iowait为0.
在这里插入图片描述
通过运行# pidstat -u 5 1,可以看到是运行stress的进程占用率为100%
在这里插入图片描述

IO密集型进程

stress 命令,但这次模拟 I/O 压力,即不停地执行 sync,下面是显示效果,可以发现iowait很高,导致了平均负载很高。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

大量进程场景

由于机子有8个核,我开12个进程用作运行stress,这样CPU处于过载状态,10.92明显是比8大的,再用pidstat可以看出
在这里插入图片描述
个进程等待 CPU 的时间(也就是代码块中的%wait 列)高达 60~75%,这里就是上图的倒数第二列显示。


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进程  负载  平均  
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