Linux 下 CPU 使用率與機器負載的關係與區別

轉載 2016年09月17日 10:27:09

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當我們使用top命令檢視系統的資源使用情況時會看到 load average，如下圖所示。它表示系統在1、5、15分鐘的平均工作負載。那麼什麼是負載(load)呢？它和CPU的利用率又有什麼關係呢？

load average:系統平均負載是CPU的Load，它所包含的資訊不是CPU的使用率狀況，而是在一段時間內CPU正在處理以及等待CPU處理的程式數之和的統計資訊，也就是CPU使用佇列的長度的統計資訊。這個數字越小越好。

1. CPU負載和CPU利用率的區別

CPU利用率：顯示的是程式在執行期間實時佔用的CPU百分比

CPU負載：顯示的是一段時間內正在使用和等待使用CPU的平均任務數。CPU利用率高，並不意味著負載就一定大。舉例來說：如果我有一個程式它需要一直使用CPU的運算功能，那麼此時CPU的使用率可能達到100%，但是CPU的工作負載則是趨近於“1”，因為CPU僅負責一個工作嘛！如果同時執行這樣的程式兩個呢？CPU的使用率還是100%，但是工作負載則變成2了。所以也就是說，當CPU的工作負載越大，代表CPU必須要在不同的工作之間進行頻繁的工作切換。

舉例說明

網上有篇文章舉了一個有趣比喻，拿打電話來說明兩者的區別，我按自己的理解闡述一下。

某公用電話亭，有一個人在打電話，四個人在等待，每人限定使用電話一分鐘，若有人一分鐘之內沒有打完電話，只能掛掉電話去排隊，等待下一輪。電話在這裡就相當於CPU，而正在或等待打電話的人就相當於任務數。

在電話亭使用過程中，肯定會有人打完電話走掉，有人沒有打完電話而選擇重新排隊，更會有新增的人在這兒排隊，這個人數的變化就相當於任務數的增減。為了統計平均負載情況，我們5分鐘統計一次人數，並在第1、5、15分鐘的時候對統計情況取平均值，從而形成第1、5、15分鐘的平均負載。

有的人拿起電話就打，一直打完1分鐘，而有的人可能前三十秒在找電話號碼，或者在猶豫要不要打，後三十秒才真正在打電話。如果把電話看作CPU，人數看作任務，我們就說前一個人（任務）的CPU利用率高，後一個人（任務）的CPU利用率低。

當然， CPU並不會在前三十秒工作，後三十秒歇著，只是說，有的程式涉及到大量的計算，所以CPU利用率就高，而有的程式牽涉到計算的部分很少，CPU利用率自然就低。但無論CPU的利用率是高是低，跟後面有多少任務在排隊沒有必然關係。

2. 負載為多少才算比較理想？

這個有爭議，各有各的說法，個人比較贊同CPU負載小於等於0.5算是一種理想狀態。

不管某個CPU的效能有多好，1秒鐘能處理多少任務，我們可以認為它無關緊要，雖然事實並非如此。在評估CPU負載時，我們只以5分鐘為單位為統計任務佇列長度。如果每隔5分鐘統計的時候，發現任務佇列長度都是1，那麼CPU負載就為1。假如我們只有一個單核的CPU，負載一直為1，意味著沒有任務在排隊，還不錯。

但是我那臺伺服器，是雙核CPU，等於是有4個核心，每個核心的負載為1的話，總負載為4。這就是說，如果我那臺伺服器的CPU負載長期保持在4左右，還可以接受。

但是每個核心的負載為1，並不能算是一種理想狀態！這意味著我們的CPU一直很忙，不得清閒。網上有說理想的狀態是每個核心的負載為0.7左右，我比較贊同，0.7乘以核心數，得出伺服器理想的CPU負載，比如我這臺伺服器，負載在3.0以下就可以。

3. 如何來降低伺服器的CPU負載？

最簡單辦法的

本文轉自wks9751CTO部落格，原文連結： http://blog.51cto.com/wks97/2073217，如需轉載請自行聯絡原作者