关于CPU Load

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Load Average(平均负载)基本概念:

  • Load 指的是运行队列(run-queue)的长度：L = 等待进程的数目 + 运行进程的数目
  • Load Average指的是在一段时间内CPU正在处理以及等待CPU处理的进程数之和的统计信息，也就是CPU使用队列的长度的统计信息。
  • Load Average反映了CPU的使用情况和申请情况.

Load Average(平均负载)和CPU占用率的区别:

  • Load Average所包含的信息不是CPU的使用率状况
  • 多任务环境下，系统分配时间片以后，是否使用完全使用时间片取决于进程，因此完全可能出现低CPU利用率而高Load Average的情况

Load Average的计算:

  • 在多处理器系统中，负载阀值是基于内核的数量决定的。以 100% 负载计算，1.00 表示单个处理器，而 2.00 则说明有两个双处理器，那么 4.00 就说明主机具有四个处理器。超过这个阀值就表示系统过载了
  • Load Average的实时计算公式:
    • load(t) = load(t-1) e^(-5/60) + n (1 - e^(-5/60))，迭代计算，其中n为run-queue的长度
ETAS RTM配置及使用-CPU Load测量/task时间测量/Isr时间测量
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07-20 1676
一般对CPU Load的测量，task及runnable的监控等有两种方案：1.需要使用带trace功能的调试器，且硬件也需要支持对应的trace接口2.使用软件Gliwa T1适配对应的软件程序，通过CAN通信进行监控以上两种方案所需的成本都不低，本文介绍基于ETAS RTM的配置实现CPU load测量/task时间测量/Isr时间测量，测量是基于定时器计数来的，可能不太准确，但是长时间的数据统计还是有一定参考意义的。使用RTM进行监控，可以对时间异常的任务进行优化，使软件运行更加高效稳定。
CPU平均负载 load average
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系统中平均负载详解，看CPU忙不忙的重要参数
CPU的load和使用率傻傻分不清
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1. 什么是Cpu的Load 使用uptime、top或者查看/proc/loadavg都可以看到CPU的load统计，这里有三个值，分别代表1分钟、5分钟和15分钟的CPU Load情况。大部分人认为这三个数值越小说明比较好，如果越高说明系统可能存在问题或负载过高了。那这个值处于什么状态是好什么又是不好？什么时候需要关注并检查高的原因？LOAD AVERAGE：一段时间内...
cpu 性能 load
老码农
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CPU的性能指标 说到CPU的性能指标，大家都会熟练的使用top命令，观察每个进程的cpu、内存等指标，但是对于头部的指标，部分同学还不是十分清晰，所以本文讲述一下。 CPU load average. 首先输入top命令，可以看到load average指标： 3个值，分别记录了1min，5min,15min的系统平均负载。 CPU load 这个值在多少的时候，表示机器出问题了呢，记...
彻底理解CPU Load-这一篇就够了
wanglei_storage的博客
04-23 3466
我们经常去看Linux的平均负载。通过uptime或者top命令就可以显示出，平均负载的内容如下： load average: 0.09, 0.05, 0.01 大多数人都对平均负载有所了解：三个数字分别代表了一分钟，五分钟和十五分钟三个时间段内的CPU负载的平均值，而数字越低越好。数字越高表示系统出现了问题或机器过载。但是负载值多少才最合适？谁也说不清楚。 首先，我们从最简单的单核处理器的系统...
cpu load是什么？
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前言： 调研监控，看到cpu load。 一般我们看cpu load是使用top命令。 通过uptime或者top命令就可以显示出，平均负载的内容如下： Load Avg: 2.83, 3.19, 2.97 uptime 16:49 up 6:54, 2 users, load averages: 2.63 3.13 2.95 三个数字分别代表了一分钟，五分钟和十五分钟三个时间段内的CPU负载的平均值，而数字越低越好。数字越高表示系统出现了问题或机器过载。 ...
cpu-load:获取平均 CPU 负载
06-01
let cpu = require ( 'cpu-load' ) // track the CPU load over the next 1 second cpu ( 1000 , function ( load ) { load //=> 0.03 (3%) } ) CPU 负载在多核机器上平均。 无需将 CPU 负载结果除以内核数。
框架层实现cpu高负载(cpuload)的检测方案
苏法迪的专栏
01-22 1111
这是2018年在小厂的老方案了，现在看方案已经过时了也不太合理，仅供参考，上层框架开启一个5分钟定时器，检测5分钟内总cpu负载和每个线程cpu负载情况，当检测到cpu负载大于绿盟性能或功耗定义的阈值时，结合场景策略，若满足非合理场景的cpu高负载异常，则根据不同等级策略进行对应cgroup控制CPU使用率、冻结和查杀等管控。根据cpu负载值（cpu使用率）=CPU执行任务的时间与总时间的比例，故可以根据不同的获取方式有如下计算公式：cpu负载值获取方式计算公式优点缺点。
项目压力测试文件（cpuload）
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在这个名为“项目压力测试文件（cpuload）”的压缩包中，我们可以看到一系列与Amazon Web Services（AWS）相关的PHP脚本，这些脚本很可能是为了模拟和监控CPU负载情况而设计的。以下是对这些文件及其可能代表的知识...
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Linux内核分析：页回收导致的cpu load瞬间飙高的问题分析与思考 Linux内核分析是系统开发和维护中非常重要的一部分，本文将讨论Linux内核在页回收时出现的cpu load瞬间飙高的问题，并探讨可能的原因和解决方案。 ...
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CPU load理解
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指的是cpu处理排队，比如1核的cpu 1.0就是满了 4核 4.0就是满了，可以超过 超过排队 超过太多会导致失败 核心个数=最大load: 在一个多核系统中, 你的load不应该超过的你的核心数. 核心就是核心: 这些核心在CPU中是如何分布的是不关心的. 2个4核处理器=4个双核处理器=1个八核处理器. 这都是8个核心. ...
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Java搜索工程技术栈
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我们经常去看Linux的平均负载。通过uptime或者top命令就可以显示出，平均负载的内容如下： load average: 0.09, 0.05, 0.01 大多数人都对平均负载有所了解：三个数字分别代表了一分钟，五分钟和十五分钟三个时间段内的CPU负载的平均值，而数字越低越好。数字越高表示系统出现了问题或机器过载。但是负载值多少才最合适？谁也说不清楚。 首先，我们从最简单的单核处理器的系统进行说明。 CPU负载有点类似于交通拥堵程度 单核CPU就像一条单行道。想象您是一名交警.有时这条单
CPU与Load
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CPU 使用率(CPU Usage)表示CPU在处理指令时的繁忙程度，用百分比表示。系统负载(Load)是系统中处于可运行或不可中断状态的进程数量的平均值，反映系统负载。关系：负载反映系统中等待CPU时间片或I/O的进程数量，因此间接影响，或是由CPU使用率反映的忙碌程度。区别：CPU使用率直接反映CPU的繁忙程度，而系统负载反映系统整体的需求状况，包括但不限于CPU。理解这两个指标及其关系，对于优化系统性能、提升用户体验至关重要。4C8G，cpu load多少正常，多少不正常，临界点多少。
怎么理解cpu load?
fyax的博客
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写这篇文章当然是希望能帮助到别人。如果看了还不懂又想搞懂，评论区见 前言 关于对cpu load的理解，已经是讲烂的一个话题了。但一些文章对cpu load的描述，部分有非常明显的错误。 本着不重复造轮子的原则，在这里总结一些可靠的结论。赶时间嘛~ 直接上结论 什么是cpu load? (以下说的cpu load，都是linux cpu load) cpu load反应了一个系统的"忙碌"程度(事实上，cpu load是个不那么准确的词。更准确的描述cpu load的词是system load ????
CPU 使用率和负载Load
程序猿进阶
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CPU说明等待执行的任务很多，但是通常任务多CPU使用率也会比较高，如果低就说明CPU根本没工作，那些很多的任务处于等待状态，可能进程僵死了。CPU说明任务少，但是任务执行时间长，有可能是程序本身有问题，如果没有问题那么计算完成后则利用率会下降。CPU使用率是单位时间内CPU繁忙程度的统计。平均负载不仅包括正在使用CPU的进程，还包括等待CPU或I/O的进程。因此，两者不能等同，有两种常见的场景如下所述：【1】CPU密集型应用，大量进程在等待或使用CPU，此时CPU使用率与平均负载呈正相关状态。
关于CPU利用率和Load Average负载
SiC B2B2C Shop大型B2B2C商城软件产品，使用Java语言开发，高性能高扩展性高安全性分布式。可帮助你快速的建立大型B2B2C电商系统
04-26 285
说明：本文引自放翁（文初）的一亩三分地，写的不错，通俗易懂和大家分享下....CPU利用率在过去常常被我们这些外行认为是判断机器是否已经到了满负荷的一个标准，看到50%-60%的使用率就认为机器就已经压到了临界了。CPU利用率，顾名思义就是对于CPU的使用状况，这是对一个时间段内CPU使用状况的统计，通过这个指标可以看出在某一个时间段内CPU被占用的情况，如果被占用时间很高，那么就需要考虑CPU...
由 CPU Load 过高告警引发的对 线程数和 CPU 的思考
只有变秃 才能变强
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线程池 数设置你真的会吗？ 可能很多人都看到过一个线程数设置的理论： CPU 密集型的程序 - 核心数 + 1 I/O 密集型的程序 - 核心数 * 2 这个理论看起来很合理，但实际操作起来，总是不仅如此人意。 下面，我们就来看一下 线程数， CPU 的关心 先说一个基本的理论，大家应该都知道： 一个CPU核心，单位时间内只能执行一个线程的指令 那么理论上，我一个线程只需要不停的执行指令，就可以跑满一个核心的利用率。 下面我们用一段程序来测试下 CPU 和线程数 之间的关系。 CPU 利用率测试 测
cpu load大小
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07-16
<think>我们正在讨论CPU负载的大小及其相关因素和计算方式。根据提供的引用和之前的问题，我们需要整合信息并给出清晰的解释。 引用[2]提到：CPU利用率（例如20%、30%）表示CPU资源的浪费，理想情况下CPU利用率可以达到100%，但实际中由于IO操作（如读取数据库或文件）的存在，不可能达到100%，通常75%是一个警戒值。 引用[3]中，使用vmstat命令查看系统负载，其中： - procs部分的r列：运行和等待CPU时间片的进程数，如果长期大于1，说明CPU不足，需要增加CPU。 - procs部分的b列：等待资源的进程数，如等待I/O或内存交换。 此外，引用[1]中提到了CPU和GPU的性能比较，但与我们当前问题关系不大。引用[4]关于温度对SSD性能的影响，间接关联到系统性能，但重点在温度控制。 因此，我们将围绕CPU负载的定义、影响因素、计算方式展开。 ### CPU负载的定义 CPU负载（Load Average）是指系统中处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数。可运行状态指进程正在使用CPU或等待CPU；不可中断状态指进程正在等待I/O操作（如磁盘I/O）完成。 在Linux系统中，我们通常使用`uptime`或`top`命令查看负载平均值，显示为三个数值（1分钟、5分钟、15分钟的平均负载）。 ### CPU负载的计算方式 负载平均值是通过指数衰减移动平均算法计算得出。公式如下： $$ \text{Load}(t) = \text{Load}(t-1) \times e^{-\lambda} + n \times (1 - e^{-\lambda}) $$ 其中： - $\text{Load}(t)$是当前时刻的负载 - $\lambda$是衰减系数（通常取5秒、1分钟、5分钟等时间间隔的倒数） - $n$是当前活跃进程数（包括运行态和不可中断态） 在Linux内核中，负载计算的具体实现涉及更复杂的统计，但基本思想如上。 ### CPU负载的影响因素 1. **运行队列长度（Running Queue）**：即vmstat输出中procs的r列。该值表示正在运行和等待CPU的进程数。如果该值持续大于CPU核心数，说明CPU资源不足。 2. **I/O等待（I/O Wait）**：vmstat输出中cpu部分的wa列。表示CPU等待I/O完成的时间百分比。高I/O等待意味着存储子系统（如磁盘或SSD）成为瓶颈。 3. **上下文切换（Context Switching）**：vmstat输出中system的cs列。频繁的上下文切换会导致CPU时间浪费在切换进程上，而非执行有效任务。 4. **中断频率（Interrupts）**：vmstat输出中system的in列。高中断频率（如网络或磁盘I/O）会占用CPU时间。 5. **CPU核心数**：负载平均值与CPU核心数相关。例如，单核系统负载1.0表示系统满负荷，而四核系统负载4.0才表示满负荷。 6. **温度影响（间接）**：引用[4]提到温度过高会导致硬件降频（如SSD），间接影响I/O性能，进而增加I/O等待时间，最终影响CPU负载。 ### 如何解读负载平均值 - 负载 < CPU核心数：系统空闲。 - 负载 ≈ CPU核心数：系统满负荷运行，但无进程排队。 - 负载 > CPU核心数：有进程在排队等待CPU资源。 例如，在4核CPU上： - 1分钟负载为3.5：系统运行良好。 - 1分钟负载为6.0：系统过载（有2个进程在等待）。 ### 与CPU利用率的关系 CPU利用率（通过vmstat的us+sy列）和负载平均值是两个不同的指标： - **CPU利用率**：反映CPU时间的使用百分比（如用户态us和内核态sy）。 - **负载平均值**：反映系统整体的繁忙程度（包括CPU和I/O等待）。 引用[2]强调：高CPU利用率（如接近100%）可能表示计算密集型任务繁重，但也要考虑I/O等待。如果I/O等待高，即使CPU利用率不高，系统也可能响应缓慢。 ### 示例：vmstat输出分析 假设vmstat输出如下： ``` procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 2 0 0 100152 0 0 0 0 0 0 100 200 20 10 60 10 0 ``` - **r=2**：有2个进程在运行或等待CPU。 - **b=0**：没有进程在等待I/O等资源。 - **us=20**：用户态CPU利用率20%。 - **sy=10**：内核态CPU利用率10%。 - **wa=10**：I/O等待时间占比10%。 - **id=60**：空闲时间占比60%。 此时负载平均值（通过`uptime`查看）为1.5（1分钟），在单核系统上表示过载（1.5>1），但在4核系统上则正常（1.5<4）。 ### 总结 - **CPU负载**是衡量系统繁忙程度的综合指标，包括CPU和I/O等待。 - **影响因素**：运行队列、I/O等待、上下文切换、中断频率、CPU核心数、温度（间接）。 - **计算方式**：通过指数衰减移动平均算法计算活跃进程数。 - **健康指标**：负载应低于CPU核心数（警戒线通常为核心数的0.75倍）。 §§相关问题§§ 1. 如何实时监控Linux系统的CPU负载？ 2. 高CPU负载时如何进行故障排查？ 3. CPU负载与CPU利用率有什么区别？ 4. 如何优化系统以降低CPU负载？</think>### CPU负载的影响因素与计算方式 #### 1. **CPU负载的定义** CPU负载（Load Average）表示系统在特定时间段内**处于可运行状态（等待CPU）和不可中断状态（等待I/O）的进程平均数**。在Linux系统中通常显示为三个值（1分钟、5分钟、15分钟的平均负载），例如：`load average: 1.25, 0.80, 0.60`。 #### 2. **核心影响因素** 结合引用内容，关键因素包括： | **因素** | **影响机制** | **引用依据** | |------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|---------------------| | **运行进程数（r列）** | `vmstat`的`r`列 > CPU核心数时，表示进程排队等待CPU，直接推高负载 | 引用[3]：`r列长期>1需增CPU` | | **I/O等待（wa列）** | 进程因磁盘/网络I/O阻塞（不可中断状态），即使CPU空闲也会增加负载 | 引用[2]：`IO操作导致CPU空闲` | | **计算密集型任务** | 高CPU占用率（如加密、循环）会消耗CPU时间片，增加运行队列长度 | 引用[2]：`for循环/md5加密` | | **温度控制** | 高温触发降频机制（如SSD控温），间接降低CPU处理效率，延长任务执行时间 | 引用[4]：`温度高时牺牲性能` | | **上下文切换（cs列）** | 频繁进程切换增加内核开销，`vmstat`的`cs`列值越高，负载越可能上升 | 引用[3]：`system列上下文切换` | | **CPU核心数** | 多核可并行处理更多任务，负载阈值随核心数增加（如4核的警戒值≈3.0） | 引用[3]：`r列与核心数关系` | #### 3. **负载计算原理** CPU负载通过**指数移动平均（EMA）算法**计算，公式为： $$ \text{Load}_t = \text{Load}_{t-1} \cdot e^{-\lambda} + n \cdot (1 - e^{-\lambda}) $$ 其中： - $\text{Load}_t$：当前负载 - $n$：瞬时活跃进程数（包括运行态 + 不可中断态） - $\lambda$：衰减系数（1/5/15分钟对应不同$\lambda$值） > **示例**：若系统瞬时活跃进程数$n=4$，前一分钟负载$\text{Load}_{t-1}=2.0$，$\lambda=0.2$，则： > $$ > \text{Load}_t = 2.0 \times e^{-0.2} + 4 \times (1 - e^{-0.2}) \approx 2.36 > $$ #### 4. **健康负载的判断标准** - **理想范围**：负载 < CPU核心数（如4核系统负载<4.0） - **警戒阈值**：负载 ≥ 核心数 × 0.75（经验值）[^2] - **危险信号**： - 15分钟负载持续 > 5分钟负载（累积压力） - `vmstat`的`b列`（等待I/O进程数）> 0 [^3] #### 5. **与CPU利用率的关系** | **指标** | **CPU利用率** | **CPU负载** | |----------------|-----------------------------------|---------------------------------| | **含义** | CPU时间片的占用百分比 | 系统任务队列的拥挤程度 | | **100%场景** | CPU满负荷计算（如加密） | 进程排队但CPU可能因I/O空闲 | | **健康范围** | <75%（需保留I/O响应余量）[^2] | <核心数 × 0.75 | | **工具观测** | `top`的`%CPU`列或`vmstat`的`us+sy`| `uptime`或`vmstat`的`r+b`列 | > **典型案例**：数据库服务器CPU利用率仅30%，但负载高达5.0（4核），原因可能是I/O阻塞（`vmstat`的`wa`列高）导致进程堆积。 #### 6. **优化建议** - **计算密集型负载**：并行化任务利用多核（如OpenMP）[^1] - **I/O瓶颈**：优化存储（如SSD散热设计）[^4]或异步I/O - **进程调度**：减少上下文切换（绑定CPU亲和性） - **资源监控**：实时跟踪`vmstat`的`r`、`b`、`wa`列[^3]
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