CPU Utilization， CPU Load Average， Context Switch Rate

最近忙一些performance的工作，网上搜集了一些资料，整理一下。

CPU Utilization：

就是在一段时间内，进程对CPU的真正使用的时间总和除以统计时间。 占用不等于使用。 比如说一个进程占用CPU 60s， 前20秒运行，中间10秒等待IO，后面有运行20秒，然后再等IO 10秒。则它对CPU的真正使用时间其实只有40秒。 那么当这个值比较高时，就表示对CPU使用可能超负荷了。

Load Average：

它是一段时间内，对CPU正在处理的进程以及等待处理的进程数之和的统计信息， 也就是CPU使用队列的长度的统计信息。如果这个统计新过高，那么就说明对CPU这个资源的竞争就激烈，那么就需要CPU长期高负荷的运行进程。所以负载均衡从一个角度反映了CPU的使用情况。

核和单CPU的关系就是1对1的关系。 1个CPU两个核等同于两个单独的CPU。

单CPU的load average合理值就是 1*0.7。

多CPU或者多核的情况下，就是总数n*1-2。

详细可以参考 理解Load Average做好压力测试，

Context Switch Rate：

这个顾名思义就是进程的切换或者中断导致上下文切换。切换的越频繁也就越影响系统的性能。资源都被用来做保护现场了。

下面是对CPU性能分析常用的命令

首先要查看CPU的物理信息，cat /proc/cpuinfo

其中重要的信息有

processor： 逻辑CPU的标识号， 文件中processor出现的次数代表有多少个逻辑CPU

physical id： 物理CPU的标识号，具有相同此标识号的core或线程都被封装于这个物理CPU

cpu core： core所在的CPU具有几个core

core id：  core的标识号， 具有相同core id就表示超线程被打开

sibling：  core所在的CPU有几个逻辑处理核，如果他的值大于cpu core也说明超线程被打开

逻辑CPU个数：

cat /proc/cpuinfo | grep processor | wc -l

物理CPU个数:

cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort -u | wc -l

core的总数：

cat /proc/cpuinfo | grep "core id" | uniq | wc -l

查看Load average 信息：

top/uptime 都可看到

[root@rhel61x64 ~]# uptime 

 10:51:09 up 2 days, 14:21,  5 users,  load average: 2.18, 2.20, 2.09

[root@rhel61x64 ~]# 

[root@rhel61x64 ~]# cat /proc/loadavg 

1.98 2.11 2.07 1/8195 3606

[root@rhel61x64 ~]# 

前三个值表示在1分钟，5分钟，15分钟的系统平均进程数。 1/8195 分子代表正在运行的进程数，分母表示总的进程数， 3606 表示上一次运行的进程号

vmstat 查看系统负载：

[root@rhel61x64 ~]# vmstat 

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----

 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st

 0  1 632700  89712    332   5912   41   17   132    18    1   57  0  2 82 15  0

 

procs

r 表示所有等待运行时间的进程数，如果长期大于1说明CPU资源不够

b 表示等待资源的进程数，比如IO和内存交换

system

in 每秒钟中断的总数包括时钟中断

cs 每秒中context switch的次数

cpu

us CPU运行uer process的时间

sy CPU运行kernel code的时间

id CPU空闲的时间

wa 等待IO的时间

st CPU从虚拟机偷来的时间

st: Time stolen from a virtual machine. Prior to Linux 2.6.11, unknown.