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Linux 面试最高频的 5 个基本问题!

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用户8639654
修改2021-08-09 18:01:35
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修改2021-08-09 18:01:35
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文章被收录于专栏:云计算运维云计算运维

CPU利用率和CPU负载的区别是什么

提到CPU利用率,就必须理解时间片。什么是CPU时间片?我们现在所使用的Windows、Linux、Mac OS都是“多任务操作系统”,就是说他们可以“同时”运行多个程序,比如一边打开Chrome浏览器浏览网页还能一边听音乐。

但是,实际上一个CPU内核在同一时刻只能干一件事,那操作系统是如何实现“多任务”的呢?大概的方法是让多个进程轮流使用CPU一小段时间,由于这个“一小段时间”很短(在linux上为5ms-800ms之间),用户感觉不到,就好像是几个程序同时在运行了。上面提到的“一小段时间”就是我们所说的CPU时间片,CPU的现代分时多任务操作系统对CPU都是分时间片使用的。

CPU使用率,就是程序对CPU时间片的占用情况,即CPU使用率 = CPU时间片被程序使用的时间 / 总时间。比如A进程占用10ms,然后B进程占用30ms,然后空闲60ms,再又是A进程占10ms,B进程占30ms,空闲60ms,如果在一段时间内都是如此,那么这段时间内的CPU占用率为40%。CPU利用率显示的是程序在运行期间实时占用的CPU百分比。

大多数操作系统的CPU占用率分为用户态CPU使用率和系统态CPU使用率。用户态CPU使用率是指执行应用程序代码的时间占总CPU时间的百分比。相比而言,系统态CPU使用率是指应用执行操作系统调用的时间占总CPU时间的百分比。系统态的CPU使用率高意味着共享资源有竞争或者I/O设备之间有大量的交互。

而CPU负载显示的是一段时间内正在使用和等待使用CPU的平均任务数。

简单理解,一个是CPU的实时使用情况,一个是CPU的当前以及未来一段时间的使用情况。举例来说:如果我有一个程序它需要一直使用CPU的运算功能,那么此时CPU的使用率可能达到100%,但是CPU的工作负载则是趋近于“1”,因为CPU仅负责一个工作嘛!如果同时执行这样的程序两个呢?CPU的使用率还是100%,但是工作负载则变成2了。所以也就是说,CPU的工作负载越大,代表CPU必须要在不同的工作之间进行频繁的工作切换。无论CPU的利用率是高是低,跟后面有多少任务在排队(CPU负载)没有必然关系。

如果单核CPU的话,负载达到1就代表CPU已经达到满负荷的状态了,超过1,后面的进行就需要排队等待处理了。如果是是多核多CPU,假设现在服务器是2个CPU,每个CPU有2个核,那么总负载不超过4都没什么问题。

可以通过uptime、w命令查看CPU平均负载,使用top命令还能看到CPU负载总体使用率以及各个进程占用CPU的比例。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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