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  • 吞吐问题--2

    紧接着之前的问题继续看:

    系统负载 : uptime  top 看多个阶段平均负载
    系统整体情况 : mpstat (mpstat -p ALL 3) 查看 每个cpu当前的整体状况,可以重点看用户态、内核态、以及io等待三个参数
    系统整体的平均上下文切换情况 : vmstat (vmstat 3) 可以重点看 r (进行或等待进行的进程)、b (不可中断进程/io进程) 、in (中断次数) 、cs(上下文切换次数)
    查看详细的上下文切换情况 : pidstat (pidstat -w(进程切换指标)/-u(cpu使用指标)/-wt(线程上下文切换指标)) 注意看是自愿上下文切换、还是被动上下文切换

    一次系统调用的过程,其实是发生了两次 CPU 上下文切换;但是系统调用的过程中并不会涉及虚拟内存等进程用户态的资源,一般不会切换进程,系统调用的过程通常称为特权模式切换,而不是上下文切换;

      进程的切换只能发生在内核态,因此进程的上下文不仅包括了虚拟内存、栈、全局变量等用户空间的资源,还包括了内核堆栈、寄存器等内核空间的状态。

    因此进程的上下文切换就比系统调用时多了一步:在保存当前进程的内核状态和 CPU 寄存器之前,需先把该进程的虚拟内存、栈等保存下来;而加载了下一进程的内核态后,还需要刷新进程的虚拟内存和用户栈。

      保存上下文和恢复上下文的过程并不是免费的,需要内核在 CPU 上运行才能完成。据测试,每次上下文切换都需要几十纳秒到数微妙的 CPU 时间。特别是在进程上下文切换次数较多的情况下,很容易导致 CPU 将大量时间消耗在寄存器、内核栈、虚拟内存等资源的保存和恢复上,从而大大缩短了真正运行进程的时间

    4、进程上下文何时切换

    Linux 为每个 CPU 维护了一个就绪队列,将活跃进程按照优先级和等待 CPU 的时间排序,然后选择最需要 CPU 的进程,也就是优先级最高和等待 CPU 时间最长的进程来运行。那么,进程在什么时候才会被调度到 CPU 上运行呢?

    • 进程执行完终止了,它之前使用的 CPU 会释放出来,这时再从就绪队列中拿一个新的进程来运行
    • 为了保证所有进程可以得到公平调度,CPU 时间被划分为一段段的时间片,这些时间片被轮流分配给各个进程。当某个进程时间片耗尽了就会被系统挂起,切换到其它等待 CPU 的进程运行。
    • 进程在系统资源不足时,要等待资源满足后才可以运行,这时进程也会被挂起,并由系统调度其它进程运行。
    • 当进程通过睡眠函数 sleep 主动挂起时,也会重新调度。
    • 当有优先级更高的进程运行时,为了保证高优先级进程的运行,当前进程会被挂起,由高优先级进程来运行。
    • 发生硬件中断时,CPU 上的进程会被中断挂起,转而执行内核中的中断服务程序。

    copyfrom: https://www.linuxblogs.cn/articles/18120200.html 不知道是不是对的

    • 自愿上下文切换,是指进程无法获取所需资源,导致的上下文切换。比如,IO、内存等系统资源不足时,就会发生自愿上下文切换。
    • 非资源上下文切换,则是指进程由于时间片已到等原因,被系统强制调度,进而发生的上下文切换。比如说,大量进程都在抢占 CPU 时,就容易发生非自愿上下文切换。

    先记录一下cpu结果: 

     

     

     

    pidstat -wt 1 全局结果发现:ksoft 以及 watchdog 也比较高

     

    由于是16核: r等待队列为20+, 其上下文切换比较多 

    软中断budget调整:

       net.core.netdev_budget = 300

    netdev_budget: 这个的意思说的是,ksoftirqd一次最多处理300个包,处理够了就会把CPU主动让出来

    目前为了提高内核收包效率,所以就把netdev_budget 提高一点设置为600 试一下:

    貌似没用

    软中断GRO合并:

      http 中data是大文件的传输,大部分包都是一段数据,不用GRO的话,会每次都将一个小包传送到协议栈(IP接收函数、TCP接收)函数中进行处理。

    开启GRO的话,Linux就会智能进行包的合并,之后将一个大包传给协议处理函数。这样CPU的效率也是就提高了??

      目前看不到 怎样优化 si 这部分协议栈处理了,估计也就是使用dpdk 来处理吧

    http代理服务器(3-4-7层代理)-网络事件库公共组件、内核kernel驱动 摄像头驱动 tcpip网络协议栈、netfilter、bridge 好像看过!!!! 但行好事 莫问前程 --身高体重180的胖子
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