性能优化学习笔记 - 平均负载

什么是平均负载

• 正确定义：单位时间内，系统中处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数。
• 错误定义：单位时间内的cpu使用率。
• 可运行状态的进程：正在使用cpu或者正在等待cpu的进程，即ps aux命令下STAT处于R状态的进程
• 不可中断状态的进程：处于内核态关键流程中的进程，且不可被打断，如等待硬件设备IO响应，ps命令D状态的进程
• 理想状态：每个cpu上都有一个活跃进程，即平均负载数等于cpu数
• 过载经验值：平均负载高于cpu数量70%的时候

相关命令

• cpu核数: lscpu、 grep ‘model name’ /proc/cpuinfo | wc -l
• 显示平均负载：uptime、top，显示的顺序是最近1分钟、5分钟、15分钟，从此可以看出平均负载的趋势
• watch -d uptime: -d会高亮显示变化的区域
• strees: 压测模拟命令，–cpu cpu压测选项，-i io压测选项，-c 进程数压测选项，–timeout 执行时间
• mpstat: 多核cpu性能分析工具，-P ALL监视所有cpu
• pidstat: 进程性能分析工具，-u 显示cpu利用率

平均负载与cpu使用率的区别

• CPU使用率：单位时间内cpu繁忙情况的统计
  情况1：CPU密集型进程，CPU使用率和平均负载基本一致
  情况2：IO密集型进程，平均负载升高，CPU使用率不一定升高
  情况3：大量等待CPU的进程调度，平均负载升高，CPU使用率也升高

平均负载过高时，如何调优?

• CPU密集型进程case：
  mpstat -P ALL 5: -P ALL表示监控所有CPU，5表示每5秒刷新一次数据，观察是否有某个cpu的%usr会很高，但iowait应很低
  pidstat -u 5 1：每5秒输出一组数据，观察哪个进程%cpu很高，但是%iowait很低，极有可能就是这个进程导致cpu飚高
  

• IO密集型进程case(stress工具如果无法模拟, 可考虑使用stress-ng)：
  mpstat -P ALL 5: 观察是否有某个cpu的%iowait很高，同时%usr也较高
  pidstat -d 5 1：观察哪个进程%wait较高，同时%CPU也较高 (也可通过-d查看具体IO延迟情况)
  

• 大量进程case：
  pidstat -u 5 1：观察那些%wait较高的进程是否有很多