Linux 性能优化之平均负载 _Linux

什么是平均负载系统平均负载是可运行或不中断的平均进程数。处于可运行状态的进程正在使用CPU或等待使用CPU 。无限的过程可中断状态正在等待某些I / O访问，例如，等待磁盘。取三项平均值时间间隔。负载平均没有针对系统中的CPU数量标准化，因此负载平均为1表示一直装载单个CPU系统，而在4个CPU系统上则意味着75％的时间处于空闲状态如何查看系统的平均负载uptime 命令
例如
uptime 16:00:44 up 2 min,0 users,load average: 0.52, 0.58, 0.59uptime 命令的平均负载值和cpu数量有密切的关系
平均负载案例分析下?，我们以三个示例分别来看这三种情况，并? IOStat、mpstat、pidstat 等?具，找出平均负载升?的根源。
因为案例分析都是基于机器上的操作，所以不要只是听听、看看就够了，最好还是跟着我实际操作?下。
你的准备
下?的案例都是基于 Ubuntu 18.04，当然，同样适?于其他 linux 系统。我使?的案例环境如下所示。
机器配置：2 CPU，8GB 内存。预先安装 stress 和 sysstat 包，如 apt install stress sysstat 。
在这?，我先简单介绍?下 stress 和 sysstat 。
stress 是?个 Linux 系统压?测试?具，这?我们?作异常进程模拟平均负载升?的场景。
? sysstat 包含了常?的 Linux 性能?具，?来监控和分析系统的性能。我们的案例会?到这个包的两个命令 mpstat 和pidstat 。

文章插图

mpstat 是?个常?的多核 CPU 性能分析?具，?来实时查看每个 CPU 的性能指标，以及所有CPU的平均指标。
pidstat 是?个常?的进程性能分析?具，?来实时查看进程的 CPU、内存、I/O 以及上下?切换等性能指标。
此外，每个场景都需要你开三个终端，登录到同?台 Linux 机器中。
实验之前，你先做好上?的准备。如果包的安装有问题，可以先在google?下??解决，如果还是解决不了，再来留?区找
我，这事?应该不难。
另外要注意，下?的所有命令，我们都是默认以 root ?户运? 。所以，如果你是?普通?户登陆的系统，一定要先运? sudo
su root 命令切换到 root ?户。
如果上?的要求都已经完成了，你可以先? uptime 命令，看一下测试前的平均负载情况：
$ uptime
..., load average: 0.11, 0.15, 0.09
场景?：CPU 密集型进程
?先，我们在第?个终端运? stress 命令，模拟?个 CPU 使?率 100% 的场景：
$ stress --cpu 1 --timeout 600
接着，在第?个终端运?uptime查看平均负载的变化情况：
# -d 参数表示?亮显示变化的区域
$ watch -d uptime
..., load average: 1.00, 0.75, 0.39
最后，在第三个终端运?mpstat查看 CPU 使?率的变化情况：
# -P ALL 表示监控所有CPU，后?数字5表示间隔5秒后输出?组数据
$ mpstat -P ALL 5
Linux 4.15.0 (ubuntu) 09/22/18 _x86_64_ (2 CPU)
13:30:06 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle
13:30:11 all 50.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 49.95
13:30:11 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
13:30:11 1 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00从终端?中可以看到，1 分钟的平均负载会慢慢增加到 1.00，?从终端三中还可以看到，正好有?个 CPU 的使?率为
100%，但它的 iowait 只有 0 。这说明，平均负载的升?正是由于 CPU 使?率为 100%。
那么，到底是哪个进程导致了 CPU 使?率为 100% 呢？你可以使? pidstat 来查询：
# 间隔5秒后输出?组数据
$ pidstat -u 5 1
13:37:07 UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
13:37:12 0 2962 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 1 stress
【Linux 性能优化之平均负载】从这?可以明显看到，stress进程的CPU使?率为100% 。
场景?：I/O 密集型进程
?先还是运? stress 命令，但这次模拟 I/O 压?，即不停地执? sync：
$ stress -i 1 --timeout 600
还是在第?个终端运?uptime查看平均负载的变化情况：
$ watch -d uptime
..., load average: 1.06, 0.58, 0.37
然后，第三个终端运?mpstat查看 CPU 使?率的变化情况：
# 显示所有CPU的指标，并在间隔5秒输出?组数据

$ mpstat -P ALL 5 1Linux 4.15.0 (ubuntu) 09/22/18 _x86_64_ (2 CPU)13:41:28 CPU %usr %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %guest %gnice %idle13:41:33 all 0.21 0.00 12.07 32.67 0.00 0.21 0.00 0.00 0.00 54.8413:41:33 0 0.43 0.00 23.87 67.53 0.00 0.43 0.00 0.00 0.00 7.7413:41:33 1 0.00 0.00 0.81 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 98.99

从这?可以看到，1 分钟的平均负载会慢慢增加到 1.06，其中?个 CPU 的系统CPU使?率升?到了 23.87，? iowait ?达