CPU负载和CPU利用率浅析

最新推荐文章于 2025-12-18 23:48:17 发布

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本文详细解释了CPU利用率和负载的概念及其计算方式，并探讨了如何通过top命令来查看Linux系统的CPU使用情况。此外，还提供了关于多核处理器的系统负荷评估准则及最佳观察时长的建议。

CPU利用率是指CPU工作时间占总时间的比重，公式如下：

Utilization= work_time/total_time,

其中，total_time=work_time+idle_ime. 可见，总时间由一段连续时间内的CPU工作时间长度和CPU空闲时间长度组成。

举个简单例子，在单处理器中，线程1,先工作10ms，线程2再工作30ms，之后CPU空闲60ms。则此100ms时间段内，CPU的利用率就是40%，

CPU平均负载（load average）是指某段时间内占用cpu时间的进程和等待cpu时间的进程数，这里等待cpu时间的进程是指等待被唤醒的进程，不包括处于wait状态进程。

在Linux中，可通过top命令查看系统负载情况，如下：

root@B-OPS-9-3:~# top
top - 15:42:46 up 22 days, 21:54, 2 users, load average: 8.01, 5.70, 5.22
Tasks: 903 total, 1 running, 893 sleeping, 9 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 9.0 us, 3.9 sy, 0.0 ni, 87.1 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem: 13199470+total, 12066608+used, 11328624 free, 636844 buffers
KiB Swap: 13418086+total, 807680 used, 13337318+free. 75965232 cached Mem

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
813 42439 20 0 29.797g 0.012t 5368 S 45.9 9.5 12424:57 beam.smp
28238 root 20 0 3179240 244176 25876 S 13.9 0.2 3909:42 qemu-system-x86
64792 root 20 0 3181724 237820 26016 S 13.9 0.2 3788:20 qemu-system-x86

CPU利用率和负载是CPU两个方面的刻画，高利用率不一定高负载，负载只与进程数目有关。因此，在刻画CPU繁忙程度的时候，可把两者结合。

CPU负载-多核处理器

芯片厂商往往在一个CPU内部，包含多个CPU核心，这被称为多核CPU。
在系统负荷方面，多核CPU与多CPU效果类似，所以考虑系统负荷的时候，必须考虑这台电脑有几个CPU、每个CPU有几个核心。然后，把系统负荷除以总的核心数，只要每个核心的负荷不超过1.0，就表明电脑正常运行。
怎么知道电脑有多少个CPU核心呢？

"cat /proc/cpuinfo"命令，可以查看CPU信息。"grep -c 'model name' /proc/cpuinfo"命令，直接返回CPU的总核心数。

系统负荷的经验法则

1.0是系统负荷的理想值吗？
不一定，系统管理员往往会留一点余地，当这个值达到0.7，就应当引起注意了。经验法则是这样的：
当系统负荷持续大于0.7，你必须开始调查了，问题出在哪里，防止情况恶化。
当系统负荷持续大于1.0，你必须动手寻找解决办法，把这个值降下来。
当系统负荷达到5.0，就表明你的系统有很严重的问题，长时间没有响应，或者接近死机了。你不应该让系统达到这个值。

对于我的机器，有24个core，那么，load多少合适呢？


#grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
24

答案是：


#echo "0.7*24" |bc
16.8

最佳观察时长

最后一个问题，"load average"一共返回三个平均值----1分钟系统负荷、5分钟系统负荷，15分钟系统负荷，----应该参考哪个值？
如果只有1分钟的系统负荷大于1.0，其他两个时间段都小于1.0，这表明只是暂时现象，问题不大。
如果15分钟内，平均系统负荷大于1.0（调整CPU核心数之后），表明问题持续存在，不是暂时现象。所以，你应该主要观察"15分钟系统负荷"，将它作为电脑正常运行的指标。

参考文献：https://www.cnblogs.com/muahao/p/6492665.html