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  • 关于CPU的运行队列与系统负载

    在linux操作系统中,我们一般查看系统的cpu负载情况常用的命令可以是uptime,top,还有vmstat等这些个都是可以有的。每个工具所提供的信息各不相同,

    我这里要讨论的仅说cpu部分。使用uptime命令,可以得到操作系统在过去1分钟,5分钟和15分钟的cpu平均负载值,也就是传说中的 load average,这个和top命令右上角那个地方显示出来的东东是想通的,那么这个load average到底是个什么样的东西呢,其实它表示的就是在cpu里面运行的进程数量,不过这里的进程和使用命令来查看到的进程可不太一样。在一定时间内 cpu所能处理和承载的进程数量是有限的,这个数值与cpu的性能有直接关系,或者说这个数值标志着cpu的性能高低,反应到实际的计算机使用上来就是更 高性能的cpu可以在同一时间处理更多进程内容,所以说,一般当你去电脑城买个人电脑的时候导购就会问你电脑的大致用途,其实他们这个时候是在帮你计算你 所需要的电脑性能,其中就包括计算cpu的最大负载值,当然他们一般都不会这么去算,而是根据价格,因为价格高的cpu往往性能就更好,紧接着,他们会问 你大概的预算,其实当了解到你买电脑的用途之后他们自己心里已经帮你预算好了,如果你的预算高于他们的预算,那么恭喜那位卖电脑的,他可以多赚点了。所以 买电脑一定要根据实际需求,比如说cpu支持很高的负载,而你在实际使用中却根本达不到那么高的负载,那不就成了杀鸡用杀猪刀么。

    扯远了,说到底,cpu在单位时间内所能处理的进程数越高,那它的性能应该就越高。但是关于这个负载,网上资料有很多种说法,有的说是负载不应该超 过cpu的核心数量,有的说不应该超过cpu核心数量的2倍,有的说不应该超过cpu核心数量的3倍,为什么会有这么多种说法呢,其实大家都是担心一个相 同的问题----怕cpu扛不住,这里超不超过几倍不要紧,最主要的判断标准是你的cpu在达到一定程度负载的时候是不是系统和应用程序依然运行良好,也 就是说判断标准还与实际的应用有关,如果cpu的负载都超了核心数好几倍但是软件运行还依然顺畅,那这个也是可以有的。这里就得说说cpu的运行队列了, 有关运行队列的状态参数可以通过vmstat命令来查看,这里不多做解释,它有两项,一项是run,一项是blocked,也就是vmstat查看到的最 前面的两排,run代表正在cpu里面执行的,blocked代表由于磁盘或其他方面的瓶颈导致他在cpu里面等待的,这两个数值其实和使用uptime 或者top命令查看到的系统负载值是很有关系的,基本上,系统在某个时间的负载值就等同于run的值加上blocked的值,但是这里直接这样用加法来表 示也是不对的,系统负载值是一个平均值,可以是小数,而运行队列的数目是整数。在cpu处于空闲的情况下,run+blocked一般接近0,偶尔蹦出个 1啊2啊的,所以空闲状态下的负载均值一般都是0.几。

    但是,当系统的负载逐渐升高,也就是说cpu里运行的东东逐渐变多,那么反应到负载均值上其数值也会跟着逐渐增大,而且可以是很大很大,完全超出 cpu核心数的好多倍,比如我前几天用一台8核机器做测试的时候用top命令查看到的负载值居然达到了将近600,这已经远远超出了cpu可承受的范围, 那为什么已经超出了可接受范围这个负载均值还可以涨到那么高呢,这是因为在cpu里,同一时间可以运行的进程数量有限的,也就是说,vmstat查看到的 run值最大不能超过某个数,但是blocked却可以继续变大,因为进程已经blocked掉了,它几乎占用不了多少cpu资源,而正在run的就不一 样了,一个cpu同一时间能run多少完全取决于它的物理性能,所以当你的机器负载不断升高,你用top命令查看到的负载值也会不断升高,而当负载达到一 定高度时,cpu能处理的运行队列也达到上限,run的值不再增加,这时,blocked的值会继续增加,理论上,blocked可以一直增加到直到系统 崩溃。

    总结:在评估cpu的性能优劣时完全照搬网上说的几倍几倍是不准确的,还得你自己动手看看vmstat显示的run值和blocked值,当出现明 显较多的blocked的时候,就说明cpu产生了瓶颈。而top命令和uptime命令显示的负载均值,只能作为判断系统过去某个时间段的状态的参照, 与cpu的性能关系不大。

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