上次我们说到PaaS的发展历史，从Cloud Foundry黯然退场，到Docker加冕，正是Docker“一点点”的改进，掀起了一场蝴蝶效应，煽动了整个PaaS开源项目市场风起云涌。
一谈到Linux系统分析，大多数开发觉得不了解也没有关系，但是了解了可以帮你走的更远。从开发的角度了解CPU，MEMORY，IO，NETWORK。在日常工作中我们也会遇到一些Linux系统性能的问题，
Linux容器中用来实现“隔离”的技术手段：Namespace。 Namespace实际上修改了应用进程看待整个计算机“视图”，即它的“视线”被操作系统做了限制，只能“看到”某些指定的内容。对于宿主机来说，这些被“隔离”了的进程跟其他进程并没有区别。
通俗的来说容器其实是一种沙盒技术。顾名思义，沙盒就是能够像一个集装箱一样，把你的应用“装”起来的技术。这样，应用与应用之间，就因为有了边界而不至于相互干扰；而被装进集装箱的应用，也可以被方便地搬来搬去。不过，这两个能力说起来简单，但要用技术手段去实现它们，确并不是很容易。所以，本篇文章就来剖析一下容器的实现方式
在上一篇文章中，我详细介绍了 Linux 容器中用来实现“隔离”的技术手段：Namespace。而通过这些讲解，你应该能够明白，Namespace 技术实际上修改了应用进程看待整个计算机“视图”，即它的“视线”被操作系统做了限制，只能“看到”某些指定的内容。但对于宿主机来说，这些被“隔离”了的进程跟其他进程并没有太大区别。
最近，烦心事有点多，博客也像是进入了便秘期。虽然还远远不到说放弃的地步，但总有一种挤不出牙膏的郁闷感。很怀念前几个月的冲劲和激情，一天都能存好几篇优质草稿。 看来，张戈博客是首次进入瓶颈阶段了！没办法
Linux 命名空间对全局操作系统资源进行了抽象，对于命名空间内的进程来说，他们拥有独立的资源实例，在命名空间内部的进程可以实现资源可见。 对于命名空间外部的进程，则不可见，实现了资源的隔离。这种技术广泛的应用于容器技术里。
vmstat 命令是最常见的Linux/Unix监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值，包括服务器的CPU使用率，MEM内存使用，VMSwap虚拟内存交换情况，IO读写情况。
在 Linux 系统中的 /proc/stat 文件中存储了CPU 活动的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。不同内核版本中该文件的格式可能不大一致，以下通过实例来说明数据该文件中各字段的含义。
vmstat命令是最常见的Linux/Unix监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的CPU使用率，内存使用，虚拟内存交换情况,IO读写情况。这个命令是我查看Linux/Unix最喜爱的命令，一个是Linux/Unix都支持，二是相比top，我可以看到整个机器的CPU,内存,IO的使用情况，而不是单单看到各个进程的CPU使用率和内存使用率(使用场景不一样)。 选项 -a：显示活动内页； -f：显示启动后创建的进程总数； -m：显示slab信息； -n：头信息仅显示一次； -s：以表格方式显示事件计数器和内存状态； -d：报告磁盘状态； -p：显示指定的硬盘分区状态； -S：输出信息的单位。 vmstat 3 procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------ r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 0 0 320 42188 167332 1534368 0 0 4 7 1 0 0 0 99 0 0 0 0 320 42188 167332 1534392 0 0 0 0 1002 39 0 0 100 0 0 0 0 320 42188 167336 1534392 0 0 0 19 1002 44 0 0 100 0 0 0 0 320 42188 167336 1534392 0 0 0 0 1002 41 0 0 100 0 0 0 0 320 42188 167336 1534392 0 0 0 0 1002 41 0 0 100 0 0 一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次数 r 表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU)，我测试的服务器目前CPU比较空闲，没什么程序在跑，当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈了。这个也和top的负载有关系，一般负载超过了3就比较高，超过了5就高，超过了10就不正常了，服务器的状态很危险。top的负载类似每秒的运行队列。如果运行队列过大，表示你的CPU很繁忙，一般会造成CPU使用率很高。 b 表示阻塞的进程,这个不多说，进程阻塞，大家懂的。 swpd 虚拟内存已使用的大小，如果大于0，表示你的机器物理内存不足了，如果不是程序内存泄露的原因，那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器。 free 空闲的物理内存的大小，我的机器内存总共8G，剩余3415M。 buff Linux/Unix系统是用来存储，目录里面有什么内容，权限等的缓存，我本机大概占用300多M cache cache直接用来记忆我们打开的文件,给文件做缓冲，我本机大概占用300多M(这里是Linux/Unix的聪明之处，把空闲的物理内存的一部分拿来做文件和目录的缓存，是为了提高 程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用。) si 每秒从磁盘读入虚拟内存的大小，如果这个值大于0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉。我的机器内存充裕，一切正常。 so 每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值大于0，同上。 bi 块设备每秒接收的块数量，这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备，默认块大小是1024byte，我本机上没什么IO操作，所以一直是0，但是我曾在处理拷贝大量数据(2-3T)的机器上看过可以达到140000/s，磁盘写入速度差不多140M每秒 bo 块设备每秒发送的块数量，例如我们读取文件，bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO过于频繁，需要调整。 in 每秒CPU的中断次数，包括时间中断 cs 每秒上下文切换次数，例如我们调用系统函数，就要进行上下文切换，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到cs到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源
在文章中，我们提到了 Linux 用来管理和限制 Linux 进程组资源使用的 CGroup 机制。本文我们就来详细介绍一下。
Linux Cgroups（Linux Control Group）是 Linux 内核中用来为进程设置资源限制的一个功能。它最主要的作用就是限制一个进程组能够使用的资源上限，包括 CPU、内存、磁盘、网络带宽等。此外，Cgroups 还能够对进程进行优先级设置、审计，以及将进程挂起和恢复等操作。
在上文性能基础之理解Linux系统平均负载和CPU使用率，我们详细介绍了 Linux 系统平均负载的相关概念，本文我们来做几个案例分析，以便于加深理解。
后文会从 Windows、Linux 两个系统来做示例展示，有人会有疑问了：为什么要说 Windows 版的 ？ 目前市面上还是有很多 Windows 服务器的，应用于传统行业、政府结构、医疗行业 等等；两个系统下的情况都演示下，有备无患
--vm-bytes B 指定 malloc() 时内存的字节数，默认256MB --vm-hang N 指定执行 free() 前等待的秒数 -d N、 --hdd N
Cgroup 是 Linux kernel 的一项功能：它是在一个系统中运行的层级制进程组，你可对其进行资源分配（如 CPU 时间、系统内存、网络带宽或者这些资源的组合）。通过使用 cgroup，系统管理员在分配、排序、拒绝、管理和监控系统资源等方面，可以进行精细化控制。硬件资源可以在应用程序和用户间智能分配，从而增加整体效率。
为了实现切换，我们提供一个API，这两个程序执行一会儿就主动调用一下这个API，然后在这个API内部实现任务的切换。
在我们项目部署上线的时候，我们是不是会经常去Linux服务器上查查服务器的CPU使用率，或者是运维经常会盯Linux的CPU使用率，发现监控报了60%的一般就会报警了，到了100%那就惨啦，做我开发的我们如果自己程序运行时CPU使用率一直是100%的话，那么，我们加班肯定逃不掉了，更打击我们自己的强大的自尊心。今天我就将我们线上之前有个100%的CPU给大家讲解下，然后教大家怎么去定位然后发现到具体的函数，然后去修改它就行了
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。
mpstat： mpstat 不但能查看所有CPU的平均信息，还能查看指定CPU的信息。
在Linux操作系统中，进程的调度与切换是操作系统核心功能之一，它直接影响着系统的性能和响应速度。那么话不多说，开启我们今天的话题！
进程是操作系统虚拟出来的概念，用来组织计算机中的任务。它从诞生到随着CPU时间执行，直到最终消失。不过，进程的生命都得到了操作系统内核的关照。就好像疲于照顾几个孩子的母亲内核必须做出决定，如何在进程间分配有限的计算资源，最终让用户获得最佳的使用体验。内核中安排进程执行的模块称为调度器（scheduler）。这里将介绍调度器的工作方式。
学会下面这几个方法，让你轻松玩转内存溢出，我们会从 Windows、Linux 两个系统来做示例展示，有人会有疑问了：为什么要说 Windows 版的 ？因为目前市面上还是有很多 Windows 服务器的，应用于传统行业、政府结构、医疗行业等等；两个系统下的情况都演示下，有备无患，
Linux kernel支持两种实时(real-time)调度策略(scheduling policy)：SCHED_FIFO和SCHED_RR，无论是哪一种，实时进程的优先级范围[0~99]都高于普通进程[100~139]，始终优先于普通进程得到运行。如果实时进程是CPU消耗型的，会不会导致其它进程得不到运行机会，造成系统lockup呢？
%us：表示用户空间程序的cpu使用率（没有通过nice调度） %sy：表示系统空间的cpu使用率，主要是内核程序。 %ni：表示用户空间且通过nice调度过的程序的cpu使用率。 %id：空闲cpu %wa：cpu运行时在等待io的时间 %hi：cpu处理硬中断的数量 %si：cpu处理软中断的数量 %st：被虚拟机偷走的cpu 注：99.0 id，表示空闲CPU，即CPU未使用率，100%-99.0%=1%，即系统的cpu使用率为1%。
vmstat是Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计）的缩写, 是实时系统监控工具。该命令通过使用knlist子程序和/dev/kmen伪设备驱动器访问这些数据，输出信息直接打印在屏幕。vmstat反馈的与CPU相关的信息包括：
摘录自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/12/user_space_vs_kernel_space.html
一、查看系统负荷 如果你的电脑很慢，你或许想查看一下，它的工作量是否太大了。 在Linux系统中，我们一般使用uptime命令查看（w命令和top命令也行）。（另外，它们在苹果公司的Mac电脑上也适用
进程是操作系统虚拟出来的概念，用来组织计算机中的任务。但随着进程被赋予越来越多的任务，进程好像有了真实的生命，它从诞生就随着CPU时间执行，直到最终消失。不过，进程的生命都得到了操作系统内核的关照。就好像疲于照顾几个孩子的母亲内核必须做出决定，如何在进程间分配有限的计算资源，最终让用户获得最佳的使用体验。内核中安排进程执行的模块称为调度器（scheduler）。这里将介绍调度器的工作方式。
合理值:60-85%，如果在一个多用户系统中us+sy时间超过85%，则进程可能要花时间在运行队列中等待，响应时间和业务吞吐量会受损害；us过大，说明有用户进程占用很多cpu时间，需要进一步的分析其它软硬件因素；sy过大，说明系统管理方面花了很多时间，说明该系统中某个子系统产生了瓶颈，需要进一步分析其它软硬件因素。
内存量，缓存大小，读取和写入磁盘的速度以及处理能力的速度和可用性都是影响基础架构性能的关键因素。在本教程中，我们将重点介绍CPU监控概念以及警报策略。我们将介绍如何使用两个常见的Linux实用程序，uptime命令和top命令了解CPU负载和利用率，以及如何设置腾讯云警报策略以通知您有关CVM CPU的高负载情况。
负载均衡(uptime) load average: 0.00, 0.00, 0.00
早期的共享内存，着重于强调把同一片内存，map到多个进程的虚拟地址空间（在相应进程找到一个VMA区域），以便于CPU可以在各个进程访问到这片内存。
译自：Using Prometheus to Avoid Disasters with Kubernetes CPU Limits
进程优先级起作用的方式从发明以来基本没有什么变化，无论是只有一个cpu的时代，还是多核cpu时代，都是通过控制进程占用cpu时间的长短来实现的。就是说在同一个调度周期中，优先级高的进程占用的时间长些，而优先级低的进程占用的短些。
执行 top 或者 uptime 命令，来了解系统的负载情况。比如像下面这样，我在命令行里输入了 uptime 命令，系统也随即给出 了结果。
在Linux系统中，经常会因为负载过高导致各种性能问题。那么如何进行排查，其实是有迹可循，而且模式固定。
进程如何在CPU上运行的：CPU在内核上维护了一个运行队列，进行进程的管理。让进程入队列，本质就是将该进程的task_struct 结构体对象放入运行队列之中。
可运行状态进程：可以理解为系统内正在占用CPU或正在等待CPU的进程，也就是处于R状态的进程
在linux的系统维护中，可能需要经常查看cpu使用率，分析系统整体的运行情况,以便性能分析优化。而监控CPU的性能一般包括以下3点：运行队列、CPU使用率和上下文切换。
最近看牛客网发现了CPU 100% 怎么办这个问题，这个问题的重点是定位和解决，会用到Linux和java的的很多命令，所以写篇博客记录和总结一下。
前三个数字是1、5、15分钟内进程队列中平均进程数，包括正在运行的进程+准备好等待运行的进程。
从上面可以看到，服务器有 2 个 CPU（分别为0、1），每个 CPU 核的资源使用情况，也能很清晰的展示。
cgroups（control groups，控制组群） 是 Linux 内核的一个功能，用来限制、控制与分离一个进程组的资源（如CPU、内存、磁盘输入输出等）。它是由 Google 的两位工程师进行开发的，自 2008 年 1 月正式发布的 Linux 内核 v2.6.24 开始提供此能力。cgroups到目前为止，有两个大版本， 即 v1 和 v2 。
微服务从传统虚拟机迁移到在 Kubernetes 上运行的 Docker 容器是大势所趋。Docker 容器是完整的可交付软件包和依赖项，通常可以被认为是轻量级虚拟机。虽然这可能是一个非常方便的简化，但了解容器是如何使用 Linux 控制组 (cgroup) 和命名空间实现的很重要。了解这些特性和限制有助于我们提高服务的性能，尤其是在性能压力较大的情况下。
在 Linux 系统上管理系统资源的推荐工具是 cgroups。虽然在可以调整的限制方面（CPU、内存、磁盘 I/O、网络等）非常强大，但配置 cgroups 并不简单。nice 命令从 1973 年起就可以使用了。但它只是调整在一个处理器上竞争时间的进程之间的调度优先级。nice 命令不会限制一个进程在单位时间内所能消耗的 CPU 周期的百分比。cpulimit 命令提供了两个世界的最佳方案。它限制了一个进程在每单位时间内可以分配的 CPU 周期的百分比，而且相对容易调用。
进程要访问某种资源，进程通过一定的方式排队，确认享受资源的优先顺序。计算机中资源过少，所以进程访问某种资源时需要排队。
docker 利用 Linux 内核的 cgroup 功能，实现对容器的资源使用限制，通过将容器内的进程 PID号 加入同一个以容器ID为开头命名的cgroup控制组内，实现容器进程的资源限制
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