日常小记-线程&进程

最新推荐文章于 2025-12-05 17:02:52 发布

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#java #开发语言

概括性

线程 == 多个执行实例；
多线程是一种编程模型，多线程并不一定需要多CPU多Core，单CPU单Core系统依然可以运行多线程程序（虽然最大化利用多CPU多Core的处理能力是多线程程序设计的一个重要目标）
【时间分片技术】 -- cpu 亲和性 & 绑核

1个人无法同时做多件事，单CPU/单Core也不可以，操作系统通过 时间分片技术 应对远多于CPU/Core数的多任务执行的挑战。也可以把有些任务只分配给某些人去完成，这对应到 CPU亲和性和绑核。

相关查看命令

lscpu

lscpu -- 这个很不错！ 
	- CPU(s): 系统中的逻辑CPU总数
	- Thread(s) per core: 每个物理核心支持的逻辑线程数，
        例如支持超线程技术的CPU通常为2 【什么是超线程哇？？？】

mpstat

显示各个CPU的统计信息

mpstat -- 显示各个CPU的统计信息

mpstat
Linux 5.4.0-113-generic (hostname)    08/17/2021    _x86_64_    (4 CPU)

12:00:00 AM  CPU  %usr  %nice  %sys  %iowait  %irq  %soft  %steal  %guest  %gnice  %idle
12:10:01 AM  all   1.50  0.00  0.50  0.10     0.00  0.20   0.00    0.00    0.00    97.70
12:10:01 AM    0   1.00  0.00  0.40  0.20     0.00  0.10   0.00    0.00    0.00    98.30
12:10:01 AM    1   1.70  0.00  0.30  0.10     0.00  0.20   0.00    0.00    0.00    97.70
12:10:01 AM    2   1.80  0.00  0.60  0.10     0.00  0.10   0.00    0.00    0.00    97.40
12:10:01 AM    3   1.40  0.00  0.70  0.00     0.00  0.40   0.00    0.00    0.00    97.50

CPU: 代表CPU的编号。当显示all时，表示对所有CPU的汇总统计。
%usr: 用户态CPU时间的百分比。指在用户空间执行的任务消耗的处理器时间。

【高%usr值可能表示CPU密集型应用正在运行，比如计算密集的处理或数据压缩】

%nice: 经过调整优先级的用户态CPU时间的百分比。指运行经过nice命令调整优先级的进程所消耗的处理器时间。【不是很懂？】
%sys: 内核态CPU时间的百分比。指内核空间执行的任务消耗的处理器时间。

【高%sys值可能表示有大量的系统调用或内核操作，比如大量的I/O操作】

%iowait: I/O等待时间的百分比。表示CPU等待I/O操作完成而消耗的时间

【高%iowait值通常表示硬盘或网络I/O瓶颈】

%irq: 硬中断（硬件中断）处理时间的百分比。指硬件中断处理程序消耗的处理器时间
%soft: 软中断（软件中断）处理时间的百分比。指软中断处理程序（通常是设备驱动程序）的处理消耗的处理器时间
%steal: 虚拟化中"偷窃"时间的百分比。表示虚拟机管理程序在虚拟机上运行其他进程时消耗的时间。高%steal值通常出现在虚拟化环境中，表示虚拟机资源争用。
%guest: 客户机CPU时间的百分比。指在Hypervisor上运行的客户机操作系统消耗的时间
%gnice: 经调整优先级的客户机CPU时间的百分比。与%guest类似，但指经过nice调整优先级的客户机任务。
%idle: 空闲时间的百分比。当CPU没有任务执行且未处于等待状态时消耗的时间。高%idle值表示CPU大部分时间处于空闲状态

使用建议

高%usr值：检查是否有CPU密集型应用正在运行，可能需要优化代码或分配更多CPU资源。
高%sys值：可能存在大量系统调用或内核操作，检查是否有不必要的系统调用或I/O操作。
高%iowait值：表示存在I/O瓶颈，考虑优化存储设备或分配更多带宽。
高%steal值：常见于虚拟化环境，表示虚拟机管理程序抢占了CPU时间。考虑优化虚拟机配置。

vmstat

用于报告系统的虚拟内存、进程、CPU活动、磁盘I/O、分页和系统调用的统计信息。它可以帮助你快速了解系统的性能瓶颈和资源使用情况。

vmstat 1 5 将每秒报告一次系统统计信息，共5次。

vmstat 1 5

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0      0  83560  12374 3044920    0    0     1     1    4    6  1  0 99  0  0
 0  0      0  83560  12374 3044920    0    0     0     0  113  204  0  0 100 0  0
 0  0      0  83560  12374 3044920    0    0     0     0   79  150  0  0 100 0  0

procs 板块
- r: 运行队列中的进程数。表示有多少个进程正在等待CPU时间。如果这个值长期高于CPU核心数，可能表示CPU瓶颈。
- b: 等待资源（如I/O操作）的进程数。表示有多少进程正处于不可中断的睡眠状态（通常等待磁盘I/O）。
memory 板块
- swpd: 已使用的交换空间（swap space）量，单位为KB。
- free: 空闲内存量，单位为KB。
- buff: 用作缓冲区的内存量，单位为KB。
- cache: 用作文件系统缓存的内存量，单位为KB。
swap 板块
- si: 从交换空间读入内存的量（swap-in），单位为KB/s。
- so: 从内存写入交换空间的量（swap-out），单位为KB/s。
io 板块
- bi: 块设备读操作量，单位为块/秒。
- bo: 块设备写操作量，单位为块/秒。
system 板块
- in: 每秒钟的中断数，包括时钟中断。
- cs: 每秒钟的上下文切换次数。高上下文切换数可能表示线程过多或锁争用严重。
cpu 板块
- us: 用户空间运行时间，比率值。表示非内核进程消耗的CPU时间百分比。
- sy: 内核空间运行时间，比率值。表示内核进程和系统调用消耗的CPU时间百分比。
- id: 空闲时间，比率值。表示CPU闲置的时间百分比。
- wa: 等待I/O操作完成的时间，比率值。表示CPU等待I/O操作的时间百分比。
- st: 被虚拟机抢占的时间，比率值。表示虚拟化环境中，由其他虚拟机抢占的时间百分比。

快速分析

高 r 值：如果 r 值长期高于CPU核心数，系统可能存在CPU瓶颈。
高 b 值：如果 b 值较高，表明有多个进程在等待I/O操作。
swap 板块 - 高 si 和 so 值：表示系统正在频繁使用交换空间，可能需要增加物理内存。
io 板块 - 高 bi 和 bo 值：表示系统正在进行大量的磁盘读写操作。
高 us 值：表示用户进程正在大量使用CPU，可能需要优化这些进程。
高 sy 值：表示系统进程或系统调用频繁，可能需要检查和优化内核参数。
高 wa 值：表示系统在等待磁盘I/O操作，需要检查I/O性能问题。
高 st 值：表示虚拟化环境下，本虚拟机被其他虚拟机抢占了CPU资源。

温故知新

线程池子相关配置（核心线程数是指线程池在空闲情况下最小保留的线程数量（即使这些线程是空闲的）
✅ 配置原则：应根据系统的CPU核心数和应用程序的并发需求来设置。
✅ I/O密集型任务：核心线程数可以设置为 CPU 核心数的2倍或更多。
✅ CPU密集型任务：核心线程数应设置为 CPU 核心数 + 1 或 CPU 核心数