Linux 性能诊断：负载评估入门

一、什么是负载

负载可以分为两大部分：CPU负载、I/O 负载 。

从load avgerage等总括性的数据着手，参考CPU使用率和I/O等待时间等具体的数字，从而自顶向下快速排查各进程状态。



load average





依次时过去1分钟，5分钟，15分钟内，单位时间的等待任务数，也就是表示平均有多少任务正处于等待状态。在load average较高的情况下，就说明等待运行的任务较多，因此轮到该任务运行的等待时间就会出现较大延迟，即反映了此时负载较高。

进程调度器（Process Scheduler）

负责决定任务运行的优先级，以及让任务等待或使之重新开始等核心工作。调度器划分并管理进程（Process）的状态。例如：





load average 表示“等待进程的平均数”，除了“TASK_RUNNING正在运行”，其它三个都是等待状态。TASK_INTERRUPTIBLE不被换算。即只换算“虽然需要即刻运行处理，但是无论如何都必须等待”。

load average所描述的负载就是：需要运行处理，但又必需等待队列前的进程处理完成的进程个数。具体来说：要么等待授予CPU运行权限，要么等待磁盘I/O完成。

- 内核函数：kernei/timer.c的calc-load();

- 调用周期：每次计时器中断（centos为4ms）

二、区分负载类型

load average的数字只是表示等待的任务数，仅根据load average并不能判断具体是CPU负载高还是I/O负载高。

CPU密集型程序

I/O密集型程序

三、负载诊断工具

进程查看工具 sar

CPU使用率和I/O等待时间都是在不断变化的，可以通过Sar (System Activity Reporter)命令来确认这些指标。sar 工具包含在sysstat 软件包内。





输出参数:

- %user:用户(一般的应用软件运作模式)CPU资源

- %system:系统（内核运作）占用CPU资源

- %iowait:I/O等待率。

进程查看工具 ps



输出参数：

- %CPU：该进程的CPU使用率

- %memb：物理内存百分比

- VSZ、RSS：虚拟／物理内存

- STAT：进程状态（非常重要）

- TIME：CPU占用时间

吞吐查看工具 sar



查看SWAP吞吐



输出参数：

- pswpin/s:每秒系统换入的页面数

- pswpout/s:每秒系统换出的页面数

发生频繁的交换时，服务器的吞吐量性能会大幅下降。

内存内存工具vmstat

vmstat(Report Virtual Memory Statistics) 实时确认CPU使用率及实际的I/O等待时间





四、总结

优化的真正工作是“找出系统瓶颈并加以解决”，我们所能做的就是“充分发挥硬／软件本来的性能，解决可能存在的问题”。例如，同样是I/O问题，我们可以通过增加内存来缓解，也可以调整调度方案来优化（时间换空间），但是更多的情况是，优化应用程序的I/O算法效果更佳。

最后，重温一句经典格言：“别臆断，请监控“。