linux load解釋

等待 I/O 操作完成的 CPU 時間。當系統等待磁碟或其他 I/O 操作完成時，CPU 會進入 iowait 狀態 。為什麼隨之load 也會升高？

當系統處於 I/O 等待（iowait） 狀態時，load 升高是因為 系統負載（load） 不僅僅衡量 CPU 的使用情況，還包括正在等待 CPU 和其他系統資源的程序數量，包括等待 I/O 操作完成的程序。

具體原因：

1. I/O 操作的阻塞性：

   • 當一個程序發起 I/O 操作（如磁碟讀寫、網路傳輸等）時，通常需要等待資料從硬碟、網路或其他外部裝置傳輸完成。在這段時間，CPU 並未實際執行計算任務，而是進入 iowait 狀態，等待 I/O 操作的完成。
   • 即使 CPU 沒有繁忙工作，程序依然在排隊等待，這些程序會被計入系統負載。

2. 系統負載的定義：

   • 系統負載（load average） 是一個系統的負載度量，它表示在某個時間視窗內，可執行佇列中的程序數以及**處於不可中斷狀態（如等待 I/O）**的程序數。
   • 因此，即使 CPU 大部分時間處於空閒狀態，但如果有大量的程序在等待 I/O 操作（磁碟或網路傳輸等），這些程序也會增加系統的負載。

3. iowait 增高時 load 升高：

   • 當磁碟或網路 I/O 速度變慢，或者 I/O 子系統（如磁碟、網路裝置等）出現瓶頸時，越來越多的程序會因為 I/O 操作而進入等待狀態。
   • 這些等待中的程序會被計入系統的負載統計，即使 CPU 沒有在執行使用者或核心任務，load average 也會升高。

示例：

假設系統中有多個程序正在讀寫磁碟資料：

• 磁碟響應速度變慢，I/O 操作需要更多時間完成。
• CPU 可能處於空閒狀態，等待 I/O 完成（iowait）。
• 系統中等待磁碟操作完成的程序逐漸增加，它們不能繼續執行，因此處於不可中斷的等待狀態（D 狀態）。
• 這些等待的程序會被計算入系統負載中，導致 load average 上升。

為什麼高 iowait 卻低 CPU 使用率仍導致高負載：

• I/O 受限的系統：即使 CPU 空閒，I/O 操作卻可能成為效能瓶頸。大量程序在等待 I/O 操作完成，而這些程序會繼續佔用資源，並被系統認為是負載的一部分。
• 負載反映的是系統繁忙度，而不只是 CPU 的繁忙度。高負載平均值可能意味著 I/O 子系統不足或某些硬體資源正在被嚴重佔用。

總結：

iowait 升高時，系統負載升高是因為大量程序在等待 I/O 操作完成，這些程序會被計入系統負載中，儘管 CPU 實際上是處於空閒狀態。負載是系統的整體繁忙程度，而不僅僅是 CPU 的利用率。