实用：查找Linux进程从调度队列中调入调出的次数

三水问海

已于 2025-02-26 17:29:44 修改

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分类专栏： Linux性能之巅文章标签： linux 运维服务器性能优化

于 2025-02-25 20:15:11 首次发布

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在现代操作系统中，理解进程调度行为对于优化性能和解决瓶颈问题至关重要。本文将详细介绍如何在Linux系统中获取进程从调度队列中调入（enqueue）和调出（dequeue）的次数，并探讨几种常用工具及其应用场景。

在这里插入图片描述

cswch/s：每秒自愿上下文切换的次数。自愿上下文切换发生在当进程在等待I/O操作完成或者主动调用sleep等函数时。“0.00”意味着在这个采样周期内没有发生自愿上下文切换。
nvcswch/s：每秒非自愿上下文切换的次数。非自愿上下文切换是因为时间片到了或者是需要给其他更高优先级的进程让出CPU而发生的。“0.00”表示在这个采样周期内也没有发生非自愿上下文切换。

每个Linux进程在 /proc 文件系统中都有一个对应的目录，其中包含丰富的统计信息。特别是 /proc/[pid]/schedstat 文件，它提供了有关进程调度的详细统计数据。

查找目标进程的PID：
使用 ps, pgrep, 或 pidof 等命令找到目标进程的PID。
```
ps aux | grep <process_name>
```
读取 /proc/[pid]/schedstat 文件：
使用 cat 命令读取该文件的内容。
```
cat /proc/<pid>/schedstat
```
输出格式如下：
```
<time_slices> <wait_time> <nr_switches>
```
- <time_slices>: 进程运行的时间片总和（纳秒）。
- <wait_time>: 进程等待时间总和（纳秒）。
- <nr_switches>: 进程上下文切换的总次数（包括自愿和非自愿切换）。

尽管 /proc/[pid]/schedstat 提供了上下文切换的次数，但它并不直接提供调入调出的具体次数。然而，这些数据对于分析进程调度行为仍然非常有用。

perf 是 Linux 内核自带的一个性能分析工具，能够收集详细的性能数据，包括调度事件。以下是使用 perf 记录和分析调度事件的步骤：

安装 perf：
在大多数发行版中，可以通过包管理器安装 perf：

sudo apt-get install linux-tools-common linux-tools-generic linux-tools-`uname -r`

或者对于基于Red Hat的系统：

sudo yum install perf

记录调度事件：
使用 perf record 命令记录调度事件。
```
sudo perf record -e sched:sched_switch -a sleep 10
```
上述命令会记录10秒内的所有调度事件。
分析调度事件：
使用 perf report 分析记录的数据。
```
sudo perf report
```
在报告中，可以看到具体的调度事件，包括哪些进程被调入或调出。这种方法适合需要深入了解进程调度行为的情况。

trace-cmd 是一个强大的跟踪工具，结合 Kernelshark 可以实现对调度事件的可视化分析。以下是具体步骤：

安装 trace-cmd 和 kernelshark：

sudo apt-get install trace-cmd kernelshark

记录调度事件：
使用 trace-cmd 记录调度事件。
```
sudo trace-cmd record -e 'sched:*' sleep 10
```
分析数据：
使用 Kernelshark 打开生成的跟踪文件并进行分析。
```
kernelshark trace.dat
```
在 Kernelshark 中，可以直观地看到各个进程的调度情况，包括调入和调出的详细信息。这种方法适用于需要深入分析调度事件的场景。

/proc/[pid]/schedstat: 提供进程上下文切换的总次数，虽然不直接显示调入调出的具体次数，但仍然是分析进程调度行为的重要数据来源。
perf: 能够记录和分析详细的调度事件，适合需要深入了解进程调度行为的情况。
trace-cmd 和 Kernelshark: 提供更详细的调度跟踪和可视化功能，适用于需要深入分析调度事件的应用场景。