CPU的使用率和负载的区别

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

0x01 CPU使用率

这个比较好理解，先来说说这个概念。使用率其实也就是一段时间内 使用时间/总时间

直接说CPU的使用率计算方式吧：

CPU在t1和t2时间内的使用率=CPU非空闲时间/CPU总时间*100%=（1-CPU的空闲时间/CPU总时间）*100%

0x02 CPU负载

计算方式

• 移动平均可抚平短期波动，反映出长期趋势或周期。数学上，移动平均可视为一种卷积。
• 各数值的加权影响力随时间而指数式递减，越近期的数据加权影响力越重，但较旧的数据也给予一定的加权值。

总结一下就是这个统计算法不仅考虑了短期也能反映长期趋势，不仅计算了近期的值还考虑的旧的数据。

unsigned long avenrun[3]; static inline void calc_load(unsigned long ticks) { unsigned long active_tasks; /* fixed-point */ static int count = LOAD_FREQ; count -= ticks; if (count < 0) { count += LOAD_FREQ; active_tasks = count_active_tasks(); //注意这个函数！！ CALC_LOAD(avenrun[0], EXP_1, active_tasks); CALC_LOAD(avenrun[1], EXP_5, active_tasks); CALC_LOAD(avenrun[2], EXP_15, active_tasks); } } 

真正的计算公式：

#define FSHIFT 11 /* nr of bits of precision */ #define FIXED_1 (1<<FSHIFT) /* 1.0 as fixed-point */ #define LOAD_FREQ (5*HZ) /* 5 sec intervals */ #define EXP_1 1884 /* 1/exp(5sec/1min) as fixed-point */ #define EXP_5 2014 /* 1/exp(5sec/5min) */ #define EXP_15 2037 /* 1/exp(5sec/15min) */ #define CALC_LOAD(load,exp,n) \ load *= exp; \ load += n*(FIXED_1-exp); \ load >>= FSHIFT; 

/* * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle */ static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq) { long nr_active, delta; nr_active = this_rq->nr_running; //记录在cpu上运行的进程数 nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible; //记录不可中断的进程数 if (nr_active != this_rq->calc_load_active) { delta = nr_active - this_rq->calc_load_active; this_rq->calc_load_active = nr_active; atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks); } } 

• 大多数的Unix系统中的负载只是记录那些处在运行状态和可运行状态的进程，但是Linux有所不同，它会包含那些不可中断的处于睡眠状态的进程。这时当这些进程由于I/O的阻塞而不能够运行，就可能显著的增加cpu的负载。所以在Unix和Linux下的cpu的负载的计算方法是不一样的，在设定监测值的时候也需要特别考率。
• Linux记录cpu负载的时候是将cpu队列中的运行进程数和不可中断进程数都统计在内的，这样在对cpu负载分析的时候就需要考虑不可中断的进程的情况

所以这个函数才是重点啊：在分析机器负载过高的时候，除了需要关注那些活跃的进程，还需要关注那些由于I/O的阻塞变成不可中断状态的进程。很多时候机器负载突然飙升可能就是IO引起的。
至于load的算法了解就行。

这个状态一般表示进程正在跟硬件交互，并且交互过程不允许被其他进程或中断打断。kill -9 也无法杀死

负载值大小

机器过载的话，一般就变得很卡，基本都会影响到上面的服务了，要很重视。

0x03 负载和使用率

1. 高cpu使用率时，负载不一定很高
   一个机器48个核如果全100%的使用率，那么整个机器使用率是100%，但是负载也可能只是48刚好满负载而已。
   
2. 高负载的时候，cpu使用率不一定高
   可能由于多个进程运行不可中断的IO，导致活跃进程数量增加，这个时候负载会飚的很高，但是cpu可能很低
   

0x04 举个栗子

r：表示运行和等待CPU时间片的进程数

可以看见已经很高了,爆表了。

find / -name "" 

OK！，问题找到。本来只需要一个这样的脚本跑。其他的都杀了