Linux性能指标和平均负载

性能指标

性能优化核心指标：吞吐和延迟
linux performance tools：

平均负载

➜  ~ uptime
11:32  up 5 days, 19:45, 2 users, load averages: 2.01 1.86 2.04

11:32  //当前时间
up 5 days, 19:45   //系统运行时间
2 users //正在登录用户数
load averages: 2.01 1.86 2.04 //过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载

system load averages is the average number of processes that are either in a runnable or uninterruptable state.

• 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。
  • 不可中断状态实际上是系统对进程和硬件设备的一种保护机制。

//查看linux系统的核数
[root@k8s ~]# grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
统计文件行数 wc -l

根据核数我们可以判断平均负载的情况，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。

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。比如：

• 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。

压测工具

stress 是一个 linux 系统压力测试工具，常用来异常进程模拟平均负载升高的场景。

sysstat 包含了常用的 linux 性能工具，用来监控和分析系统的性能。我们的案例会用到这个包的两个命令 mpstat 和 pidstat。

• mpstat 是一个常用的多核 cpu 性能分析工具，用来实时查看每个 cpu 的性能指标，以及所有 cpu 的平均指标。
• pidstat 是一个常用的进程性能分析工具，用来实时查看进程的 cpu、内存、i/o 以及上下文切换等性能指标。

//通过调用 sqrt 函数计算由 rand 函数产生的随机数的平方根
stress -c 4

//调用 sync 函数将内存上的内容写到硬盘上,消耗io资源
stress -i 4

// 监测全部cpu，每5s输出一次数据
mpstat -p all 5

// 5s为采样周期，输出进程信息
pidstat 5