linux里的CPU負(fù)載

昨天查看Nagios警報信息，發(fā)現(xiàn)其中一臺服務(wù)器CPU負(fù)載過重，機(jī)器為CentOS系統(tǒng)。信息如下：
2011-2-15 (星期二) 17:50WARNING - load average: 9.73, 10.67, 10.49還有前兩個小時發(fā)出的警報信息：
2011-2-15 (星期二) 16:50WARNING - load average: 10.52, 10.10, 10.062011-2-15 (星期二) 15:40WARNING - load average: 8.27, 9.23, 9.48一、警報信息的三個參數(shù)到底是什么意思？
9.73、10.67、10.49分別代表前一分鐘，五分鐘，十五分鐘的平均CPU負(fù)載，最重要的指標(biāo)是最后一個數(shù)字，即前15分鐘的平均CPU負(fù)載，這個數(shù)字越小越好。所謂CPU負(fù)載指的是一段時間內(nèi)任務(wù)隊列的長度，通俗的講，就是一段時間內(nèi)一共有多少任務(wù)在使用或等待使用CPU。

二、除了Nagios，還有哪些工具可以查看CPU負(fù)載？
可以使用top命令、uptime命令，特別是top命令，功能強(qiáng)大，不僅僅可以用來查看CPU負(fù)載。
 
三、CPU負(fù)載怎么理解？是不是CPU利用率？
這里要區(qū)別CPU負(fù)載和CPU利用率，它們是不同的兩個概念，但它們的信息可以在同一個top命令中進(jìn)行顯示。CPU利用率顯示的是程序在運(yùn)行期間實時占用的CPU百分比，而CPU負(fù)載顯示的是一段時間內(nèi)正在使用和等待使用CPU的平均任務(wù)數(shù)。CPU利用率高，并不意味著負(fù)載就一定大。網(wǎng)上有篇文章舉了一個有趣比喻，拿打電話來說明兩者的區(qū)別，我按自己的理解闡述一下。
某公用電話亭，有一個人在打電話，四個人在等待，每人限定使用電話一分鐘，若有人一分鐘之內(nèi)沒有打完電話，只能掛掉電話去排隊，等待下一輪。電話在這里就相當(dāng)于CPU，而正在或等待打電話的人就相當(dāng)于任務(wù)數(shù)。
在電話亭使用過程中，肯定會有人打完電話走掉，有人沒有打完電話而選擇重新排隊，更會有新增的人在這兒排隊，這個人數(shù)的變化就相當(dāng)于任務(wù)數(shù)的增減。為了統(tǒng)計平均負(fù)載情況，我們5秒鐘統(tǒng)計一次人數(shù)，并在第1、5、15分鐘的時候?qū)�統(tǒng)計情況取平均值，從而形成第1、5、15分鐘的平均負(fù)載。
有的人拿起電話就打，一直打完1分鐘，而有的人可能前三十秒在找電話號碼，或者在猶豫要不要打，后三十秒才真正在打電話。如果把電話看作CPU，人數(shù)看作任務(wù)，我們就說前一個人（任務(wù)）的CPU利用率高，后一個人（任務(wù)）的CPU利用率低。
當(dāng)然， CPU并不會在前三十秒工作，后三十秒歇著，只是說，有的程序涉及到大量的計算，所以CPU利用率就高，而有的程序牽涉到計算的部分很少，CPU利用率自然就低。但無論CPU的利用率是高是低，跟后面有多少任務(wù)在排隊沒有必然關(guān)系。
 
四、了解了CPU負(fù)載的含義，我們?nèi)绾蝸斫档头��?wù)器的CPU負(fù)載呢？
最簡單辦法的是更換性能更好的服務(wù)器，不要想著僅僅提高CPU的性能，那沒有用，CPU要發(fā)揮出它最好的性能還需要其它軟硬件的配合。
在服務(wù)器其它方面配置合理的情況下，CPU數(shù)量和CPU核心數(shù)（即內(nèi)核數(shù)）都會影響到CPU負(fù)載，因為任務(wù)最終是要分配到CPU核心去處理的。兩塊CPU要比一塊CPU好，雙核要比單核好。
因此，我們需要記住，除去CPU性能上的差異，CPU負(fù)載是基于內(nèi)核數(shù)來計算的！有一個說法，“有多少內(nèi)核，即有多少負(fù)載”。
 
五、那么，本文開頭的CPU負(fù)載分擔(dān)到每個CPU上的負(fù)載是多少呢？那就要看我這臺服務(wù)器有一共有多少個內(nèi)核了。
Linux里有一個/proc目錄，存放的是當(dāng)前運(yùn)行系統(tǒng)的虛擬映射，其中有一個文件為cpuinfo，這個文件里存放著CPU的信息。我們可以直接打開查看，或者過濾關(guān)鍵字進(jìn)行查看，因為文件內(nèi)容比較多，所以一般我們需要過濾關(guān)鍵字。
/proc/cpuinfo文件按邏輯CPU而非真實CPU分段落顯示信息，每個邏輯CPU的信息占用一個段落，第一個邏輯CPU標(biāo)識從0開始。我們首先要明白這一點(diǎn)，至于什么是邏輯CPU，下面會提到。要理解該文件中的CPU信息，有幾個相關(guān)的概念要知道：
processor：邏輯CPU的標(biāo)識
model name：真實CPU的型號信息
physical id：真實CPU和標(biāo)識
cpu cores：真實CPU的內(nèi)核數(shù)
 
$>grep ‘model name’ /proc/cpuinfo |uniqmodel name : Intel(R) Xeon(R) CPU  E5320  @ 1.86GHz$>grep ‘physical id’ /proc/cpuinfo |sort |uniq |wc -l2$>grep ‘cpu cores’ /proc/cpuinfo |uniq2可以看出，該服務(wù)器CPU型號為Intel(R) Xeon(R) CPU E5320，雙CPU，每個CPU都是雙核，相當(dāng)于服務(wù)器有4個內(nèi)核。
前面我們說CPU負(fù)載是基于CPU內(nèi)核數(shù)計算的，那么以前十五分鐘的平均負(fù)載數(shù)10.49為例，我們可以得出，這臺服務(wù)器每個CPU的負(fù)載為5.245，再分配到內(nèi)核上，每個內(nèi)核的負(fù)載為2.6左右。
這個負(fù)載是否是合理的呢？那就要看理想CPU負(fù)載的標(biāo)準(zhǔn)是什么樣子的了。
 
六、CPU負(fù)載為多少才算比較理想？
這個有爭議，各有各的說法，我個人比較贊同CPU負(fù)載小于等于0.7算是一種理想狀態(tài)。
不管某個CPU的性能有多好，1秒鐘能處理多少任務(wù)，我們可以認(rèn)為它無關(guān)緊要，雖然事實并非如此。在評估CPU負(fù)載時，我們只以5秒鐘為單位為統(tǒng)計任務(wù)隊列長度。如果每隔5秒鐘統(tǒng)計的時候，發(fā)現(xiàn)任務(wù)隊列長度都是1，那么CPU負(fù)載就為1。假如我們只有一個單核的CPU，負(fù)載一直為1，意味著沒有任務(wù)在排隊，還不錯。
上面提到的我那臺服務(wù)器，是雙核又CPU，等于是有4個內(nèi)核，每個內(nèi)核的負(fù)載為1的話，總負(fù)載為4。這就是說，如果我那臺服務(wù)器的CPU負(fù)載長期保持在4左右，還可以接受。但實際上CPU負(fù)載已經(jīng)達(dá)到9以上了，所以就很麻煩了。
 
但是每個內(nèi)核的負(fù)載為1，并不能算是一種理想狀態(tài)！這意味著我們的CPU一直很忙，不得清閑。網(wǎng)上有說理想的狀態(tài)是每個內(nèi)核的負(fù)載為0.7左右，我比較贊同，0.7乘以內(nèi)核數(shù)，得出服務(wù)器理想的CPU負(fù)載，比如我這臺服務(wù)器，負(fù)載在3.0以下就可以。
 
七、下面關(guān)于邏輯CPU的描述，全部來自網(wǎng)上：
現(xiàn)在的服務(wù)器一般都使用了“超線程”（Hyper-Threading，簡稱HT）技術(shù)來提高CPU的性能。超線程技術(shù)是在一顆CPU同時執(zhí)行多個程序而共同分享一顆CPU內(nèi)的資源，理論上要像兩顆CPU一樣在同一時間執(zhí)行兩個線程。
雖然采用超線程技術(shù)能同時執(zhí)行兩個線程，但它并不象兩個真正的CPU那樣，每各CPU都具有獨(dú)立的資源。當(dāng)兩個線程都同時需要某一個資源時，其中一個要暫時停止，并讓出資源，直到這些資源閑置后才能繼續(xù)。因此超線程的性能并不等于兩顆CPU的性能。
具有超線程技術(shù)的CPU還有一些其它方面的限制。
 
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