Linux系统性能监控——第2章 CPU篇（下）

by ·0评论 · 3,401 人阅读 · 隐藏边栏 · 最后更新: 2017/5/19

2.2.2. 案例学习:持续的CPU 利用率

在这个例子中,这个系统被充分利用

# vmstat 1
procs                      memory      swap          io     system         cpu
r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in    cs us sy wa id
3  0 206564  15092  80336 176080    0    0     0     0  718    26 81 19  0  0
2  0 206564  14772  80336 176120    0    0     0     0  758    23 96  4  0  0
1  0 206564  14208  80336 176136    0    0     0     0  820    20 96  4  0  0
1  0 206956  13884  79180 175964    0  412     0  2680 1008    80 93  7  0  0
2  0 207348  14448  78800 175576    0  412     0   412  763    70 84 16  0  0
2  0 207348  15756  78800 175424    0    0     0     0  874    25 89 11  0  0
1  0 207348  16368  78800 175596    0    0     0     0  940    24 86 14  0  0
1  0 207348  16600  78800 175604    0    0     0     0  929    27 95  3  0  2
3  0 207348  16976  78548 175876    0    0     0  2508  969    35 93  7  0  0
4  0 207348  16216  78548 175704    0    0     0     0  874    36 93  6  0  1
4  0 207348  16424  78548 175776    0    0     0     0  850    26 77 23  0  0
2  0 207348  17496  78556 175840    0    0     0     0  736    23 83 17  0  0
0  0 207348  17680  78556 175868    0    0     0     0  861    21 91  8  0  1

根据观察值,我们可以得到以下结论：

1.有大量的中断(in) 和较少的上下文切换(cs).这意味着一个单一的进程在产生对硬件设备的请求.

2.进一步显示某单个应用,user time(us)经常在85%或者更多.考虑到较少的上下文切换,这个应用应该还在处理器中被处理.

3.运行队列还在可接受的性能范围内,其中有2个地方,是超出了允许限制.


2.2.3. 案例学习:超负荷调度

在这个例子中,内核调度中的上下文切换处于饱和

# vmstat 1
procs                      memory      swap          io     system         cpu
r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in    cs us sy wa id
2  1 207740  98476  81344 180972    0    0  2496     0  900  2883  4 12 57 27
0  1 207740  96448  83304 180984    0    0  1968   328  810  2559  8  9 83  0
0  1 207740  94404  85348 180984    0    0  2044     0  829  2879  9  6 78  7
0  1 207740  92576  87176 180984    0    0  1828     0  689  2088  3  9 78 10
2  0 207740  91300  88452 180984    0    0  1276     0  565  2182  7  6 83  4
3  1 207740  90124  89628 180984    0    0  1176     0  551  2219  2  7 91  0
4  2 207740  89240  90512 180984    0    0   880   520  443   907 22 10 67  0
5  3 207740  88056  91680 180984    0    0  1168     0  628  1248 12 11 77  0
4  2 207740  86852  92880 180984    0    0  1200     0  654  1505  6  7 87  0
6  1 207740  85736  93996 180984    0    0  1116     0  526  1512  5 10 85  0
0  1 207740  84844  94888 180984    0    0   892     0  438  1556  6  4 90  0

根据观察值,我们可以得到以下结论：

1.上下文切换数目高于中断数目,说明kernel中相当数量的时间都开销在上下文切换线程.

2.大量的上下文切换将导致CPU 利用率分类不均衡.很明显实际上等待io 请求的百分比(wa)非常高,以及user time百分比非常低(us).

3.因为CPU 都阻塞在IO请求上,所以运行队列里也有相当数目的可运行状态线程在等待执行.


2.2.4. mpstat 工具的使用

如果你的系统运行在多处理器芯片上,你可以使用 mpstat 命令来监控每个独立的芯片.Linux 内核视双核处理器为2 CPU’s,因此一个双核处理器的双内核就报告有4 CPU’s 可用.

mpstat 命令给出的CPU 利用率统计值大致和 vmstat 一致,但是 mpstat 可以给出基于单个处理器的统计值.

# mpstat –P ALL 1
Linux 2.4.21-20.ELsmp (localhost.localdomain)   05/23/2006
 
05:17:31 PM  CPU   %user   %nice %system   %idle    intr/s
05:17:32 PM  all    0.00    0.00    3.19   96.53     13.27
05:17:32 PM    0    0.00    0.00    0.00  100.00      0.00
05:17:32 PM    1    1.12    0.00   12.73   86.15     13.27
05:17:32 PM    2    0.00    0.00    0.00  100.00      0.00
05:17:32 PM    3    0.00    0.00    0.00  100.00      0.00


2.2.5. 案例学习: 未充分使用的处理量

在这个例子中,为4 CPU核心可用.其中2个CPU 主要处理进程运行(CPU 0 和1).第3个核心处理所有内核和其他系统功能(CPU 3).第4个核心处于idle(CPU 2).

使用 top 命令可以看到有3个进程差不多完全占用了整个CPU 核心.

# top -d 1
top - 23:08:53 up  8:34,  3 users,  load average: 0.91, 0.37, 0.13
Tasks: 190 total,   4 running, 186 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s): 75.2% us,  0.2% sy,  0.0% ni, 24.5% id,  0.0% wa,  0.0% hi,  0.0%
si
Mem:   2074736k total,   448684k used,  1626052k free,    73756k buffers
Swap:  4192956k total,        0k used,  4192956k free,   259044k cached
 
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
15957 nobody    25   0  2776  280  224 R  100  20.5  0:25.48 php
15959 mysql     25   0  2256  280  224 R  100  38.2  0:17.78 mysqld
15960 apache    25   0  2416  280  224 R  100  15.7  0:11.20 httpd
15901 root      16   0  2780 1092  800 R    1  0.1   0:01.59 top
1 root      16   0  1780  660  572 S    0  0.0   0:00.64 init
 
# mpstat –P ALL 1
Linux 2.4.21-20.ELsmp (localhost.localdomain)   05/23/2006
 
05:17:31 PM  CPU   %user   %nice %system   %idle    intr/s
05:17:32 PM  all   81.52    0.00   18.48   21.17    130.58
05:17:32 PM    0   83.67    0.00   17.35    0.00    115.31
05:17:32 PM    1   80.61    0.00   19.39    0.00     13.27
05:17:32 PM    2    0.00    0.00   16.33   84.66      2.01
05:17:32 PM    3   79.59    0.00   21.43    0.00      0.00
 
05:17:32 PM  CPU   %user   %nice %system   %idle    intr/s
05:17:33 PM  all   85.86    0.00   14.14   25.00    116.49
05:17:33 PM    0   88.66    0.00   12.37    0.00    116.49
05:17:33 PM    1   80.41    0.00   19.59    0.00      0.00
05:17:33 PM    2    0.00    0.00    0.00  100.00      0.00
05:17:33 PM    3   83.51    0.00   16.49    0.00      0.00
 
05:17:33 PM  CPU   %user   %nice %system   %idle    intr/s
05:17:34 PM  all   82.74    0.00   17.26   25.00    115.31
05:17:34 PM    0   85.71    0.00   13.27    0.00    115.31
05:17:34 PM    1   78.57    0.00   21.43    0.00      0.00
05:17:34 PM    2    0.00    0.00    0.00  100.00      0.00
05:17:34 PM    3   92.86    0.00    9.18    0.00      0.00
 
05:17:34 PM  CPU   %user   %nice %system   %idle    intr/s
05:17:35 PM  all   87.50    0.00   12.50   25.00    115.31
05:17:35 PM    0   91.84    0.00    8.16    0.00    114.29
05:17:35 PM    1   90.82    0.00   10.20    0.00      1.02
05:17:35 PM    2    0.00    0.00    0.00  100.00      0.00
05:17:35 PM    3   81.63    0.00   15.31    0.00      0.00

你也可以使用 ps 命令通过查看 PSR 这列,检查哪个进程在占用了哪个CPU.

# while :; do  ps -eo pid,ni,pri,pcpu,psr,comm | grep ‘mysqld’; sleep 1;
done
PID  NI PRI %CPU PSR COMMAND
15775   0  15 86.0   3 mysqld
PID  NI PRI %CPU PSR COMMAND
15775   0  14 94.0   3 mysqld
PID  NI PRI %CPU PSR COMMAND
15775   0  14 96.6   3 mysqld
PID  NI PRI %CPU PSR COMMAND
15775   0  14 98.0   3 mysqld
PID  NI PRI %CPU PSR COMMAND
15775   0  14 98.8   3 mysqld
PID  NI PRI %CPU PSR COMMAND
15775   0  14 99.3   3 mysqld


2.3. 结论

监控 CPU 性能由以下几个部分组成：

1.  检查system的运行队列,以及确定不要超出每个处理器3个可运行状态线程的限制.

2.  确定CPU 利用率中user/system比例维持在70/30

3.  当CPU 开销更多的时间在system mode,那就说明已经超负荷并且应该尝试重新调度优先级

4.  当I/O 处理得到增长,CPU 范畴的应用处理将受到影响


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