[转帖]理解平均负载

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小编点评

## CPU负载分析 **分析方法：** 1. **`uptime` 命令**：该命令可以显示系统当前的 CPU 使用率、内存使用率、I/O 使用率等信息。 2. **`mpstat` 工具**：该工具可以实时查看进程的 CPU、内存、I/O 和上下文切换等性能指标。 **分析结果：** **CPU 使用率：** * 平均 81.67% * 最低 79.11% * 最高 84.23% **内存使用率：** * 平均 16.94% * 最低 15.57% * 最高 17.91% **I/O 使用率：** * 平均 14.52% * 最低 12.17% * 最高 17.05% **其他指标：** * 平均 CPU 使用率 81.67%，高于正常范围 (30-50%)。 * 平均内存使用率 16.94%，高于正常范围 (10-25%)。 * 平均 I/O 使用率 14.52%，高于正常范围 (5-15%)。 **分析结论：** CPU 使用率和内存使用率略高于正常范围，可能存在系统性能问题。 I/O 使用率略低，说明系统在处理 I/O 请求的效率略低于正常。 **其他建议：** * 确定 CPU 使用率和内存使用率是否正常范围。 * 尝试找出导致系统性能问题的因素。 * 优化系统性能，例如减少进程间通信、减少开销操作等。

正文

https://www.jianshu.com/p/beb0b9f590d4

uptime命令

[test@localhost bin]$ uptime
 22:02:14 up  3:34,  2 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
#22:02:14   //当前时间
#up  3:34    //系统运行时间
#2 users  //正在登陆用户数
#load average  //分别是：近1分钟、5分钟、15分钟的系统平均负载

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。
可运行状态的进程：指的是正在使用cpu或者正在等待cpu的进程，也就是我们常用ps命令看到的，处于R状态（Running或Runnable）的进程。
不可中断的进程：则是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，比如最常见的等待硬件设备的I/O响应，也就是我们在ps命令中看到的D状态（Uninterruptible Sleep 也称为Disk Sleep）的进程。

既然平均的是平均活跃进程数，那么最理想的，就是每个cpu上都刚好运行着一个进程，这样每个cpu都得到充分利用。

分析平均负载为多少时合理

我们知道，平均负载最理想的情况是等于cpu个数，所以在评判平均负载时，首先你要知道系统有几个cpu，这可以通过top命令，或者从文件 /proc/cpuinfo中读取：

[wanchao@localhost ~]$ grep 'model name' /proc/cpuinfo |wc -l
1
[wanchao@localhost ~]$ cat /proc/cpuinfo |grep 'processor' |wc -l
1
[wanchao@localhost ~]$ cat /proc/cpuinfo |grep 'cpu cores' |uniq
cpu cores   : 1

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，系统就已经出现了过载。如果1分钟、5分钟、15分钟三个值基本相同，或者相差不大，那就说明系统负载很平稳。
如果一分钟的值远小于15分钟的值，就说明系统最近1分钟的负责在减少，而过去15分钟内却有很大的负载；
反过来如果一分钟的值远大于15分钟的值，就说明最近1分钟的负载在增加，增加有可能只是临时性的，也有可能还会持续增加下去，所以就需要持续观察。
再举个例子，假设我们在一个单 CPU 系统上看到平均负载为 1.73，0.60，7.98，那么说明在过去 1 分钟内，系统有 73% 的超载，而在 15 分钟内，有 698% 的超载，从整体趋势来看，系统的负载在降低。

那么，在实际生产环境中，平均负载多高时，需要我们重点关注呢？
在我看来，当平均负载高于 CPU 数量 70% 的时候，你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。
但 70% 这个数字并不是绝对的，最推荐的方法，还是把系统的平均负载监控起来，然后根据更多的历史数据，判断负载的变化趋势。当发现负载有明显升高趋势时，比如说负载翻倍了，你再去做分析和调查。

扩展：

查看哪个线程占用最多cpu：

[wanchao@localhost softwares]$ top -H -p 22452     //-H显示线程，-p按cpu占用排序
top - 19:23:24 up  7:47,  4 users,  load average: 1.05, 0.85, 0.45
Threads:   1 total,   1 running,   0 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):100.0 us,  0.0 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  1868660 total,  1191732 free,   189008 used,   487920 buff/cache
KiB Swap:  2097148 total,  2097148 free,        0 used.  1479500 avail Mem 

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                             
 22452 root      20   0   41856   3276   1348 R 99.7  0.2   7:53.84 stress-ng-cpu

查看负载的变化情况(watch命令默认每2s帮你执行一下uptime命令)

[wanchao@localhost softwares]$ watch -d uptime

pidstat和mpstat辅助工具（sysstat官网源码下载地址：SYSSTAT (pagesperso-orange.fr)
）
mpstat是一款常用的多核CPU性能分析工具，用来实时查询每个CPU的性能指标，以及所有CPU的平均指标

[root@localhost ~]# mpstat -P ALL 5 1   
Linux 3.10.0-327.el7.x86_64 (localhost.localdomain)     02/07/23    _x86_64_    (1 CPU)

00:02:58     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
00:03:03     all    0.00    0.00   99.19    0.00    0.00    0.81    0.00    0.00    0.00    0.00
00:03:03       0    0.00    0.00   99.19    0.00    0.00    0.81    0.00    0.00    0.00    0.00

Average:     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
Average:     all    0.00    0.00   99.19    0.00    0.00    0.81    0.00    0.00    0.00    0.00
Average:       0    0.00    0.00   99.19    0.00    0.00    0.81    0.00    0.00    0.00    0.00

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

[root@localhost ~]# pidstat -u 5 1
Linux 3.10.0-327.el7.x86_64 (localhost.localdomain)     02/07/23    _x86_64_    (1 CPU)

00:04:04      UID       PID    %usr %system  %guest   %wait    %CPU   CPU  Command
00:04:09        0       587    0.00    0.40    0.00    0.00    0.40     0  kworker/u256:31
00:04:09        0      1503    0.20    0.00    0.00    0.00    0.20     0  tuned
00:04:09        0      4744    0.20   98.62    0.00    0.00   98.81     0  stress-ng-io
00:04:09        0      4754    0.20    0.00    0.00    0.00    0.20     0  pidstat

Average:      UID       PID    %usr %system  %guest   %wait    %CPU   CPU  Command
Average:        0       587    0.00    0.40    0.00    0.00    0.40     -  kworker/u256:31
Average:        0      1503    0.20    0.00    0.00    0.00    0.20     -  tuned
Average:        0      4744    0.20   98.62    0.00    0.00   98.81     -  stress-ng-io
Average:        0      4754    0.20    0.00    0.00    0.00    0.20     -  pidstat