這篇文章主要介紹Linux中什么是平均負載，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

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什么是平均負載

熟悉 Linux 者知道，使用 top uptime 命令可以查看 load average 指標(biāo)。

使用 man uptime 查看 Load average 解釋:

System load averages is the average number of processes that are either in a runnable or uninterruptable state.   A  process  in  a  runnable state  is  either using the CPU or waiting to use the CPU.  A process in uninterruptable state is waiting for some I/O access, eg waiting for disk.  The averages are taken over the three time intervals.  Load averages are not normalized for the number of CPUs in a system, so a  load average of 1 means a single CPU system is loaded all the time while on a 4 CPU system it means it was idle 75% of the time.

理解關(guān)鍵地方，平均負載是指，在單位時間內(nèi)，系統(tǒng)中處于 可運行狀態(tài) 與 不可中斷狀態(tài) 的平均進程數(shù)，簡稱平均活躍進程數(shù)。值得注意的是，它與 CPU 使用率沒有直接關(guān)系

使用命令 ps aux 可以查看進程的狀態(tài) stat，如本文要注意的：

R 狀態(tài)，可運行狀態(tài) ( Running / Runnable )，正在使用 CPU 或者正在等待 CPU 的進程D 狀態(tài)，不可中斷狀態(tài)( Uninterruptitle Sleep, 又稱 Disk Sleep )，正處于內(nèi)核態(tài)關(guān)鍵流程中的進程，并且是不可中斷的。

D 狀態(tài)為何不可打斷呢，舉個例子，系統(tǒng)調(diào)用起硬件設(shè)備的 I/O 響應(yīng)，為了保證數(shù)據(jù)的一致性，在磁盤設(shè)備返回數(shù)據(jù)前，它是不能倍其他進程或者中斷打斷的，如果被打斷，就容易造成磁盤數(shù)據(jù)與進程數(shù)據(jù)不一致的問題。于是，不可中斷(D)狀態(tài)是系統(tǒng)對進程與硬件設(shè)備的一種保護機制。

平均活躍進程數(shù)，嚴格意義上，它是活躍進程數(shù)的指數(shù)衰減平均值（某個量的下降速度和它的值成比例）。通常情況下，理解為單位時間上的活躍進程數(shù)即可。

CPU 利用率與平衡負載

從 CPU 角度來說，Load average 只是反映單位時間內(nèi)占用 CPU 的進程數(shù)量，而 CPU 利用率與進程數(shù)量沒有直接關(guān)系，我們可以使用命令 top vmstat 查看 CPU 的利用率，有以下幾個指標(biāo)：

%us：表示用戶空間程序的cpu使用率（沒有通過nice調(diào)度）%sy：表示系統(tǒng)空間的cpu使用率，主要是內(nèi)核程序。%ni：表示用戶空間且通過nice調(diào)度過的程序的cpu使用率。%id：空閑cpu%wa：cpu運行時在等待io的時間%hi：cpu處理硬中斷的數(shù)量%si：cpu處理軟中斷的數(shù)量%st：被虛擬機偷走的cpu

如何衡量合理的平均負載

一般來講，Load average 低于 CPU 數(shù)量的話，機器性能滿足服務(wù)需求，超出一些也沒關(guān)系，Load average 不直接代表 CPU 利用率，可能是 io 阻塞比較多。當(dāng) Load average 高于 CPU 數(shù)量的 70%，就可能導(dǎo)致進程響應(yīng)變慢，進而影響服務(wù)的正常功能。

從歷史變化量來看

一般來講，top uptime 提供 load average 三個時間點的指標(biāo)，分別是：1分鐘、5分鐘、15分鐘。這反映了系統(tǒng)最近的狀態(tài)變化趨勢。在實際生產(chǎn)環(huán)境中，我們需要做長期的監(jiān)控記錄。如果有異常的數(shù)值變化，比如平均負載數(shù)是CPU的兩倍，需要分析調(diào)查問題。

從平衡負載與 CPU 利用率 這兩類指標(biāo)綜合分析

兩類指標(biāo)的不同，組合出以下幾種可能情況：

Load average 高，CPU use 高，要么運行了 CPU 密集型進程(線程)，要么有大量等待 CPU 的進程（線程）調(diào)度Load average 高，CPU use 底，運行了 IO 密集型進程兩者都比較低，正常Load average 底，CPU use 高，這是不存在的

模擬案例與工具

我們?nèi)绾畏治銎胶庳撦d與 CPU 利用率這兩類指標(biāo)不同組合的案例，尋找造成指標(biāo)變化的來源？

以下環(huán)境為 Linux Arch 4.19 / 4 CPU / 8G Memory

工具列表

stress 系統(tǒng)壓力測試工具

sysstat 性能分析工具包：

mpstat 多核 CPU 分析性能工具，mp 的意思是 multi processors （多處理器）pidstat 進程性能分析工具，pid 意為進程 ID。它用于查看進程的 CPU、內(nèi)存、I/O以及上下文切換等指標(biāo)

模擬場景

使用 stress 可以模擬以下場景

CPU密集型進程

# 模擬一個進程， 對 cpu 使用率 100%，限時 600s
stress --cpu 1 --timeout 600

IO 密集型進程

stress 的 -i 選項，spawn N workers spinning on sync()

# 模擬一個進程不停的執(zhí)行 sync
stress -i 1 --timeout 600

大量進程的場景

# 模擬16個進程， 對 cpu 使用率 100%，限時 600s
stress --cpu 16 --timeout 600

工具指標(biāo)

mpstat -P ALL 5 監(jiān)控所有 CPU，每隔5秒輸出一組數(shù)據(jù)，注意指標(biāo) %usr 使用率，%iowait IO 阻塞時間，從這可以判斷是 CPU 密集型還是 IO 密集型pidstat -u 5 1 統(tǒng)計間隔5秒內(nèi)，使用過 CPU 的進程的數(shù)據(jù)，注意指標(biāo) %usr 使用率，%wait 等待使用 CPU 的時間，從這可以判斷是否進程（線程）過多

以上是Linux中什么是平均負載的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！希望分享的內(nèi)容對大家有幫助，更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道！

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