【性能123】Linux性能之“平均负载”

命令：uptime / top / vmstat

参考：

https://www.cnblogs.com/mrwuzs/p/11276343.html

https://www.cnblogs.com/fuqu/p/10230385.html

https://www.jellythink.com/archives/419

平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数，它和 CPU 使用率并没有直接关系。

可运行状态的进程，是指正在使用 CPU 或者正在等待 CPU 的进程，也就是我们常用ps 命令看到的，处于 R 状态（Running 或 Runnable）的进程。

不可中断状态的进程则是正处于内核态关键流程中的进程，并且这些流程是不可打断的，比如最常见的是等待硬件设备的 I/O 响应，也就是我们在 ps 命令中看到的 D 状态（Uninterruptible Sleep，也称为 Disk Sleep）的进程。

平均负载其实就是平均活跃进程数。平均活跃进程数，直观上的理解就是单位时间内的活跃进程数，但它实际上是活跃进程数的指数衰减平均值。

平均负载最理想的情况是等于 CPU 个数。

三个不同时间间隔的平均值，其实给我们提供了，分析系统负载趋势的数据来源，让我们能更全面、更立体地理解目前的负载状况。如果 1 分钟、5 分钟、15 分钟的三个值基本相同，或者相差不大，那就说明系统负载很平稳。如果 1 分钟的值远大于 15 分钟的值，就说明最近 1 分钟的负载在增加，这种增加有可能只是临时性的，也有可能还会持续增加下去，所以就需要持续观察。一旦 1分钟的平均负载接近或超过了 CPU 的个数，就意味着系统正在发生过载的问题，这时就得分析调查是哪里导致的问题，并要想办法优化了。

平均负载是指单位时间内，处于可运行状态和不可中断状态的进程数。所以，它不仅包括了正在使用 CPU 的进程，还包括等待 CPU 和等待I/O 的进程；

而 CPU 使用率，是单位时间内 CPU 繁忙情况的统计，跟平均负载并不一定完全对应。

CPU 密集型进程，使用大量 CPU 会导致平均负载升高，此时这两者是一致的；
I/O 密集型进程，等待 I/O 也会导致平均负载升高，但 CPU 使用率不一定很高；
大量等待 CPU 的进程调度也会导致平均负载升高，此时的 CPU 使用率也会比较高。

top命令：

第一行：系统运行时间和平均负载

当前时间、系统已运行时间、当前登录用户的数量、最近5、10、15分钟内的平均负载

第二行：任务

任务的总数、运行中(running)的任务、休眠(sleeping)中的任务、停止(stopped)的任务、僵尸状态(zombie)的任务

第三行：cpu状态

字段	字段释义
us	user：运行(未调整优先级的) 用户进程的CPU时间
sy	system: 运行内核进程的CPU时间
ni	niced：运行已调整优先级的用户进程的CPU时间
id	idle:空闲时间
wa	IO wait: 用于等待IO完成的CPU时间
hi	处理硬件中断的CPU时间
si	处理软件中断的CPU时间
st	这个虚拟机被hypervisor偷去的CPU时间（译注：如果当前处于一个hypervisor下的vm，实际上hypervisor也是要消耗一部分CPU处理时间的）

第四行：内存

全部可用内存、已使用内存、空闲内存、缓冲内存

第五行：swap

全部、已使用、空闲和缓冲交换空间

第七行至N行：各进程任务的的状态监控

字段	释义
PID	进程ID，进程的唯一标识符
USER	进程所有者的实际用户名
PR	进程的调度优先级。这个字段的一些值是'rt'。这意味这这些进程运行在实时态。
NI	进程的nice值（优先级）。越小的值意味着越高的优先级。负值表示高优先级，正值表示低优先级
VIRT	virtual memory usage 虚拟内存,进程使用的虚拟内存。进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES 1、进程“需要的”虚拟内存大小，包括进程使用的库、代码、数据等 2、假如进程申请100m的内存，但实际只使用了10m，那么它会增长100m，而不是实际的使用量
RES	resident memory usage 常驻内存,驻留内存大小。驻留内存是任务使用的非交换物理内存大小。进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA 1、进程当前使用的内存大小，但不包括swap out 2、包含其他进程的共享 3、如果申请100m的内存，实际使用10m，它只增长10m，与VIRT相反 4、关于库占用内存的情况，它只统计加载的库文件所占内存大小
SHR	SHR：shared memory 共享内存 1、除了自身进程的共享内存，也包括其他进程的共享内存 2、虽然进程只使用了几个共享库的函数，但它包含了整个共享库的大小 3、计算某个进程所占的物理内存大小公式：RES – SHR 4、swap out后，它将会降下来
S	这个是进程的状态。它有以下不同的值: D - 不可中断的睡眠态。 R – 运行态 S – 睡眠态 T – 被跟踪或已停止 Z – 僵尸态
%CPU	自从上一次更新时到现在任务所使用的CPU时间百分比。%CPU显示的是进程占用一个核的百分比，而不是整个cpu（N核）的百分比，有时候可能大于100，那是因为该进程启用了多线程占用了多个核心，所以有时候我们看该值得时候会超过100%，但不会超过总核数*100
%MEM	进程使用的可用物理内存百分比
TIME+	任务启动后到现在所使用的全部CPU时间，精确到百分之一秒
COMMAND	运行进程所使用的命令。进程名称（命令名/命令行）