CPU 使用率和平均负载的关系？
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CPU 的物理核与逻辑核 一台机器可能包含多块 CPU 芯片，多个 CPU 之间通过系统总线通信。 超线程(Hyper-Threading)技术可以让一个物理核在单位时间内同时处理两个线程，变成两个逻辑核。但它不会拥有传统单核 2 倍的处理能力，也不可能提供完整的并行处理能力。 什么是平均负载? 平均负载(Load Average)是指单位时间内，系统处于 可运行状态(Running / Runnable) 和 不可中断态 的平均进程数，也就是 平均活跃进程数。 可运行态进程包括正在使用 CPU 或者等待 CPU 的进程;不可中断态进程是指处于内核态关键流程中的进程，并且该流程不可被打断。比如当进程向磁盘写数据时，如果被打断，就可能出现磁盘数据与进程数据不一致。不可中断态，本质上是系统对进程和硬件设备的一种保护机制。性能优化实战 无论是 CPU 使用率，还是平均负载，都只是反映系统健康状态的度量指标，而不是问题的根因。 因此，它们的价值主要体现在两个方面：一是综合反映当前系统的健康程度，结合监控告警产品，实现快速响应;二是初步定位问题方向，缩小排查范围，降低故障恢复时间。比如当 CPU iowait 高时，应优先排查磁盘 I/O;当 CPU steal 高时，就优先排查宿主机状态。 CPU 涵盖的问题场景有很多，限于篇幅限制，下面以最常见的用户态 CPU 使用率高为例，介绍下 Java 应用的排查思路，其他场景留待后续分享，推荐阅读 《如何迅速分析出系统CPU的瓶颈在哪里?》。 如何排查用户态 CPU 使用率高? 用户态 CPU 使用率反映了应用程序的繁忙程度，通常与我们自己写的代码息息相关。因此，当你在做应用发布、配置变更或性能优化时，如果想定位消耗 CPU 最多的 Java 代码，可以遵循如下思路：1、通过 top 命令找到 CPU 消耗最多的进程号; 2、通过 top -Hp 进程号 命令找到 CPU 消耗最多的线程号(列名仍然为 PID); 3、通过printf "%xn" 线程号 命令输出该线程号对应的 16 进制数字; 4、通过 jstack 进程号 | grep 16进制线程号 -A 10 命令找到 CPU 消耗最多的线程方法堆栈。 平均负载为多少更合理? 理想情况下，每个 CPU 应该满负荷工作，并且没有等待进程，此时，平均负载 = CPU 逻辑核数。但是，在实际生产系统中，不建议系统满负荷运行。通用的经验法则是：平均负载 = 0.7 * CPU 逻辑核数。
除了关注平均负载值本身，我们也应关注平均负载的变化趋势，这包含两层含义。一是 load1、load5、load15 之间的变化趋势;二是历史的变化趋势。 当 load1、load5、load15 三个值非常接近，表明短期内系统负载比较平稳。 此时，应该将其与昨天或上周同时段的历史负载进行比对，观察是否有显著上升。 当 load1 远小于 load5 或 load15 时，表明系统最近 1 分钟的负载在降低，而过去 5 分钟或 15 分钟的平均负载却很高。 当 load1 远大于 load5 或 load15 时，表明系统负载在急剧升高，如果不是临时性抖动，而是持续升高，特别是当 load5 都已超过 0.7 * CPU 逻辑核数 时，应调查原因，降低系统负载。 CPU 使用率与平均负载的关系 CPU 使用率是单位时间内 CPU 繁忙程度的统计。而平均负载不仅包括正在使用 CPU 的进程，还包括等待 CPU 或 I/O 的进程。因此，两者不能等同，有两种常见的场景如下所述：
为了更深入的理解 CPU 使用率与平均负载的关系，我们举一个例子：假设现在有一个电话亭，有 4 个人在等待打电话，电话亭同一时刻只能容纳 1 个人打电话，只有拿起电话筒才算是真正使用。那么 CPU 使用率就是拿起电话筒的时间占比，它只取决于在电话亭里的人的行为，与平均负载没有非常直接的关系。而平均负载是指在电话亭里的人加上排队的总人数 （编辑：鹰潭站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
