linux系统性能监控与优化（2）–cpu

cpu scheduler负责调度两种资源：线程和中断 按优先级从高到低： 1）中断：设备告诉内核它们已经处理完成：如网卡发送完成了一个packet或是硬盘完成了一个io请求。 2）内核进程： 3）用户进程：

## 1. context switches:上下文切换

大多数的处理器在同一时刻只能运行一个进程，在多核处理器中，linux内核将每一个core当作一个独立的处理器。 一个内核可以同时运行50~50000个进程。如果只有一个cpu，内核必须负责高度和平衡这些进程。 每个线程将会分配一个时间片，直到这个线程的时间片用完，或是被更高优先级的线程抢占，它才会被重新放回cpu队列。切换线程的过程就是context switch。 每进行一次context switch，就要花费一些资源来将处理CPU寄存器和加入cpu队列。context switch越高，则内核调度的工作负担越大。

## 2.run queue

每个cpu都有一个运行队列。线程，要么在sleep状态（阻塞并等待IO），要么在运行状态。运行队列越长，则等待cpu处理这个线程的时间越长。 load就是用来描述运行队列的。它的值等于当前正在处理的线程+运行队列里面的线程。 比如当前系统核数是2，有两个线程正在执行行，还有4个线程在运行队列里面，那么它的load=2+4

## 3.cpu utilizaion

CPU的利用率。包含： user time: 用户空间的使用时间 system time: 内核空间的使用时间 wait io: 等待IO的时间（阻塞并等待IO） idle: 空闲时间

## 4.cpu性能监控

正常情况下的值： run queues: 每个处理器的run queue长度要<=3 cpu利用率： 56%-70%的user time 30%-35%的system time 0%-5%的idle time context switches:这个值与cpu利用率相关

## 5.cpu性能监控相关工具

vmstat,mpstat:

## 6.性能排查实例

实例1：

高的中断数量，少的上下文切换数量，说明是单个进程在访问硬件设备。 user time消耗了85%的时间，并且上下文切换少说明是可能是单个应用造成的。 实例2:

上下文切换大于中断，说明上下文切换花费的时间过多。 wa过多，表示是在等待IO。 可能是因为大量线程等待IO，需要将线程切换出去。

实例3： CPU0，CPU1正在处理cpu密集型的进程 CPU2空闲 CPU3处理内核和其它系统函数

ps -psr可以看到哪些进程在哪个核心运行 ps -eo pid,ni,pri,pcpu,psr,comm

## 7.总结：

1）每个核的run queue <=3 2）cpu利用率：用户空间（70%）内核空间（30%） 3）如果内核空间战用过多，很可能是负荷过重，内核花太多的资源在进行优先级调度 4）running CPU bound process（绑定CPU） always get penalized while I/O process are rewarded;？

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