如何理解Linux CPU負載和CPU使用率

這期內(nèi)容當中小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)如何理解Linux CPU負載和CPU使用率，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

CPU負載和 CPU使用率

這兩個從一定程度上都可以反映一臺機器的繁忙程度.

cpu使用率反映的是當前cpu的繁忙程度，忽高忽低的原因在于占用cpu處理時間的進程可能處于io等待狀態(tài)但卻還未釋放進入wait。

平均負載（load average）是指某段時間內(nèi)占用cpu時間的進程和等待cpu時間的進程數(shù)，這里等待cpu時間的進程是指等待被喚醒的進程，不包括處于wait狀態(tài)進程。

以上分析可以看出，一臺機器很有可能處于低cpu使用率高負載的情況，因此看機器的繁忙程度應(yīng)該結(jié)合兩者，從實際的使用情況觀察，自己的一臺雙核志強2.8GHZ，2G內(nèi)存的機器在平均負載到50左右，cpu使用率才接近100%（應(yīng)用有不少io操作），這種情況下應(yīng)用還算流暢，實際訪問延遲不是很高。因此在cpu還空閑的情況下，如何提高io響應(yīng)是減少負載的關(guān)鍵，很多人認為負載到幾十了機器就非常繁忙了，我倒覺得如果這個時候cpu使用率比較低，則負載高可能不能很好說明問題，一旦cpu處理的進程處理完后，那些等待的進程也能立刻得到響應(yīng)，這種情況下應(yīng)該優(yōu)化io讀寫速度。真到cpu使用率一直90%以上，即使平均負載只有個位數(shù)（比如某一個進程一直在運算），那機器其實也已經(jīng)繁忙了~

其實，在前面的文章中，也有寫到cpu使用率低負載高，原因分析 cpu使用率低，但是load很高，load很高的可能是IO

CPU負載的一個類比

判斷系統(tǒng)負荷是否過重，必須理解load average的真正含義。下面，我根據(jù)"Understanding Linux CPU Load"這篇文章，嘗試用最通俗的語言，解釋這個問題。
首先，假設(shè)最簡單的情況，你的電腦只有一個CPU，所有的運算都必須由這個CPU來完成。
那么，我們不妨把這個CPU想象成一座大橋，橋上只有一根車道，所有車輛都必須從這根車道上通過。（很顯然，這座橋只能單向通行。）
系統(tǒng)負荷為0，意味著大橋上一輛車也沒有。

系統(tǒng)負荷為0.5，意味著大橋一半的路段有車。

系統(tǒng)負荷為1.0，意味著大橋的所有路段都有車，也就是說大橋已經(jīng)"滿"了。但是必須注意的是，直到此時大橋還是能順暢通行的。

系統(tǒng)負荷為1.7，意味著車輛太多了，大橋已經(jīng)被占滿了（100%），后面等著上橋的車輛為橋面車輛的70%。以此類推，系統(tǒng)負荷2.0，意味著等待上橋的車輛與橋面的車輛一樣多；系統(tǒng)負荷3.0，意味著等待上橋的車輛是橋面車輛的2倍。總之，當系統(tǒng)負荷大于1，后面的車輛就必須等待了；系統(tǒng)負荷越大，過橋就必須等得越久。

CPU的系統(tǒng)負荷，基本上等同于上面的類比。大橋的通行能力，就是CPU的最大工作量；橋梁上的車輛，就是一個個等待CPU處理的進程（process）。
如果CPU每分鐘最多處理100個進程，那么系統(tǒng)負荷0.2，意味著CPU在這1分鐘里只處理20個進程；系統(tǒng)負荷1.0，意味著CPU在這1分鐘里正好處理100個進程；系統(tǒng)負荷1.7，意味著除了CPU正在處理的100個進程以外，還有70個進程正排隊等著CPU處理。
為了電腦順暢運行，系統(tǒng)負荷最好不要超過1.0，這樣就沒有進程需要等待了，所有進程都能第一時間得到處理。很顯然，1.0是一個關(guān)鍵值，超過這個值，系統(tǒng)就不在最佳狀態(tài)了，你要動手干預(yù)了。

CPU負載-多處理器

上面，我們假設(shè)你的電腦只有1個CPU。如果你的電腦裝了2個CPU，會發(fā)生什么情況呢？
2個CPU，意味著電腦的處理能力翻了一倍，能夠同時處理的進程數(shù)量也翻了一倍。
還是用大橋來類比，兩個CPU就意味著大橋有兩根車道了，通車能力翻倍了。

所以，2個CPU表明系統(tǒng)負荷可以達到2.0，此時每個CPU都達到100%的工作量。推廣開來，n個CPU的電腦，可接受的系統(tǒng)負荷最大為n.0。

CPU負載-多核處理器

芯片廠商往往在一個CPU內(nèi)部，包含多個CPU核心，這被稱為多核CPU。
在系統(tǒng)負荷方面，多核CPU與多CPU效果類似，所以考慮系統(tǒng)負荷的時候，必須考慮這臺電腦有幾個CPU、每個CPU有幾個核心。然后，把系統(tǒng)負荷除以總的核心數(shù)，只要每個核心的負荷不超過1.0，就表明電腦正常運行。
怎么知道電腦有多少個CPU核心呢？
"cat /proc/cpuinfo"命令，可以查看CPU信息。"grep -c 'model name' /proc/cpuinfo"命令，直接返回CPU的總核心數(shù)。

系統(tǒng)負荷的經(jīng)驗法則

1.0是系統(tǒng)負荷的理想值嗎？
不一定，系統(tǒng)管理員往往會留一點余地，當這個值達到0.7，就應(yīng)當引起注意了。經(jīng)驗法則是這樣的：
當系統(tǒng)負荷持續(xù)大于0.7，你必須開始調(diào)查了，問題出在哪里，防止情況惡化。
當系統(tǒng)負荷持續(xù)大于1.0，你必須動手尋找解決辦法，把這個值降下來。
當系統(tǒng)負荷達到5.0，就表明你的系統(tǒng)有很嚴重的問題，長時間沒有響應(yīng)，或者接近死機了。你不應(yīng)該讓系統(tǒng)達到這個值。

對于我的機器，有24個core，那么，load多少合適呢？

[root@jiangyi01.sqa.zmf /home/ahao.mah/ALIOS_QA]
#grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
24

答案是：

[root@jiangyi01.sqa.zmf /home/ahao.mah/ALIOS_QA]
#echo "0.7*24" |bc
16.8

最佳觀察時長

最后一個問題，"load average"一共返回三個平均值----1分鐘系統(tǒng)負荷、5分鐘系統(tǒng)負荷，15分鐘系統(tǒng)負荷，----應(yīng)該參考哪個值？
如果只有1分鐘的系統(tǒng)負荷大于1.0，其他兩個時間段都小于1.0，這表明只是暫時現(xiàn)象，問題不大。
如果15分鐘內(nèi)，平均系統(tǒng)負荷大于1.0（調(diào)整CPU核心數(shù)之后），表明問題持續(xù)存在，不是暫時現(xiàn)象。所以，你應(yīng)該主要觀察"15分鐘系統(tǒng)負荷"，將它作為電腦正常運行的指標。

上述就是小編為大家分享的如何理解Linux CPU負載和CPU使用率了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。