【DPDK】【CPU usage】DPDK应用如何计算当前系统的压力

【前言】

　　使用DPDK开发的朋友应该都了解使用dpdk的fwd线程的工作模式是polling模式，即100%轮询的方式去加速网络IO，这样我们在操作系统层面上来观察目标processer会发现usage一直为100%，但是这真的是系统的真实负载么？很显然并不是，本文给出一种方法来计算dpdk的fwd线程的真实负载的方法。

【场景】

　　使用DPDK头痛的一点就是DPDK的fwd线程工作在polling模式，会直接消耗一整个processer的计算资源，有的时候为了性能考虑，往往还会给当前processer设置isolcpus，将当前processer从内核的CFS调度器中“剥离”出来，防止有其他的task被“不长眼”的CFS调度器调度到和fwd线程同一个processer上，出现context switch，引起性能下降。

　　而工作在polling模式的fwd线程会出现非常蛋疼的一点就是面临“无法有效的感知当前processer的压力”的问题。查看操作系统的相关信息，会发现这个processer的usage一直处于100%，但是真实情况真的是这样么？并不是，在流量处于低谷的时候，这个processer往往会出现空转的情况，就是调用dpdk的api收包函数调100次，次次收包个数都是0，因为根本就没有流量，所以需要一种新的方法来计算使用dpdk fwd线程的负载情况。

　　额外多说一点，为了防止fwd线程出现空转，目前有不同种方法来“尽量”解决这种空转问题，主流的通常有两种：

1. 利用sleep函数，简单粗暴，结合内核的NAPI策略，设定一个期望收包个数值，当实际收包个数小于这个数值就判断当前流量不大，sleep一下。
2. 利用dpdk的rsc中断来解决，由于uio驱动只有一个中断号，因此这种方法在uio驱动基本没法用，只能在vfio场景下用。

　　当然怎么防止dpdk fwd线程出现空转的解决方法不是这篇文章想讨论的主题，我后续会写我个人的解决方案，本篇文章更多的会聚焦在如何估算负载情况。

【分析】

　　这里首先说明一下，这个方法里面有一部分是来自于dpdk社区的一篇文章，由intel专家ilia所写，这里是文章原文地址，本文中会有不少部分来自于这篇文章原文，但是本篇文章在实际应用中仍然是有些地方需要注意的。

https://software.intel.com/en-us/vtune-cookbook-core-utilization-in-dpdk-apps

　　接下来我会结合实际应用和ilia的文章来阐述怎么“估算”dpdk fwd线程的负载情况。

　　先直接说结论：

在不同的流量压力下，dpdk fwd线程对某个网卡队列的收包行为实际上是存在一定的分布的

　　这句话怎么理解呢？实际上这句话就是intel专家ilia那篇文章的主要思想。这句话完整的解释是这样的：

在