首页 诗词 字典 板报 句子 名言 友答 励志 学校 网站地图
当前位置: 首页 > 教程频道 > 操作系统 > UNIXLINUX >

Linux停的CPU利用率计算原理详解

2013-07-04 
Linux下的CPU利用率计算原理详解???转载地址：http://server.51cto.com/sCollege-188250.htm?我们在搞性能

Linux下的CPU利用率计算原理详解

?

??转载地址：http://server.51cto.com/sCollege-188250.htm

?

我们在搞性能测试的时候，对后台服务器的CPU利用率监控是一个常用的手段。服务器的CPU利用率高，则表明服务器很繁忙。如果前台响应时间越来越大，而后台CPU利用率始终上不去，说明在某个地方有瓶颈了，系统需要调优。这个是即使不懂技术的人都容易理解的事情。

上面理解对吗？我个人觉得不十分准确。这个要看后台你测试的进程是什么类型的。如果是计算密集型的进程，当前端压力越来越大的时候，很容易把CPU利用率打上去。但是如果是I/O网络密集型的进程，即使客户端的请求越来越多，但是服务器CPU不一定能上去，这个是你要测试的进程的自然属性决定的。比较常见的就是，大文件频繁读写的cpu开销远小于小文件频繁读写的开销。因为在I/O吞吐量一定时，小文件的读写更加频繁，需要更多的cpu来处理I/O的中断。

在Linux/Unix下，CPU利用率分为用户态，系统态和空闲态，分别表示CPU处于用户态执行的时间，系统内核执行的时间，和空闲系统进程执行的时间。平时所说的CPU利用率是指：CPU执行非系统空闲进程的时间 / CPU总的执行时间。

在Linux的内核中，有一个全局变量：Jiffies。 Jiffies代表时间。它的单位随硬件平台的不同而不同。系统里定义了一个常数HZ，代表每秒种最小时间间隔的数目。这样jiffies的单位就是1/HZ。Intel平台jiffies的单位是1/100秒，这就是系统所能分辨的最小时间间隔了。每个CPU时间片，Jiffies都要加1。 CPU的利用率就是用执行用户态+系统态的Jiffies除以总的Jifffies来表示。

在Linux系统中，可以用/proc/stat文件来计算cpu的利用率(详细的解释可参考：http://www.linuxhowtos.org/System/procstat.htm)。这个文件包含了所有CPU活动的信息，该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。

如：

  1. 432661?13295?86656?422145968?171474?233?5346?
  2. 0?123075?2462?23494?105543694?16586?0?4615?cpu1?111917?4124?23858?105503820?69697?123?371?
  3. 2?103164?3554?21530?105521167?64032?106?334?cpu3?94504?3153?17772?105577285?21158?4?24?
  4. 1065711094?1057275779?92?0?6?6?0?4?0?3527?0?0?0?70?0?20?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?7376958?0?0?0?0?0?0?0?1054602?0?0?0?0?0?0?0?30?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?0?ctxt?19067887?
  5. 1139187531?processes?270014?
  6. 1?procs_blocked?0? ?
  7. 参数解释user (432661)?

    nice (13295)?

    system (86656)?
    idle (422145968)?

    iowait (171474)?

    irq (233)?
    softirq (5346)?
    ?从系统启动开始累计到当前时刻，用户态的CPU时间（单位：jiffies） ，不包含 nice值为负进程。1jiffies=0.01秒
    从系统启动开始累计到当前时刻，nice值为负的进程所占用的CPU时间（单位：jiffies）
    从系统启动开始累计到当前时刻，核心时间（单位：jiffies）
    从系统启动开始累计到当前时刻，除硬盘IO等待时间以外其它等待时间（单位：jiffies）
    从系统启动开始累计到当前时刻，硬盘IO等待时间（单位：jiffies） ，
    从系统启动开始累计到当前时刻，硬中断时间（单位：jiffies）
    从系统启动开始累计到当前时刻，软中断时间（单位：jiffies）?

    CPU时间=user+system+nice+idle+iowait+irq+softirq

    “intr”这行给出中断的信息，第一个为自系统启动以来，发生的所有的中断的次数；然后每个数对应一个特定的中断自系统启动以来所发生的次数。

    “ctxt”给出了自系统启动以来CPU发生的上下文交换的次数。

    “btime”给出了从系统启动到现在为止的时间，单位为秒。

    “processes (total_forks) 自系统启动以来所创建的任务的个数目。

    “procs_running”：当前运行队列的任务的数目。

    “procs_blocked”：当前被阻塞的任务的数目。

    那么CPU利用率可以使用以下两个方法。先取两个采样点，然后计算其差值：

    1. 2-idle1)/(cpu2-cpu1)*100?cpu?usage=[(user_2?+sys_2+nice_2)?-?(user_1?+?sys_1+nice_1)]/(total_2?-?total_1)*100?
    3. 0USER[0]+NICE[0]+SYSTEM[0]+IDLE[0]+IOWAIT[0]+IRQ[0]+SOFTIRQ[0] ?total_1=USER[1]+NICE[1]+SYSTEM[1]+IDLE[1]+IOWAIT[1]+IRQ[1]+SOFTIRQ[1] ?
    4. 0]-IDLE[1])?/?(total_0-total_1)?*?100??

    ###bash 代码

    1. #!/bin/sh ??
    2. ##echo?user?nice?system?idle?iowait?irq?softirq ?CPULOG_1=$(cat?/proc/stat?|?grep?'cpu?'?|?awk?'{print?$2"?"$3"?"$4"?"$5"?"$6"?"$7"?"$8}') ?
    3. $CPULOG_1?|?awk?'{print?$4}') ?Total_1=$(echo?$CPULOG_1?|?awk?'{print?$1+$2+$3+$4+$5+$6+$7}') ?
    4. 'cpu?'?|?awk?'{print?$2"?"$3"?"$4"?"$5"?"$6"?"$7"?"$8}') ?
    5. $CPULOG_2?|?awk?'{print?$4}') ?Total_2=$(echo?$CPULOG_2?|?awk?'{print?$1+$2+$3+$4+$5+$6+$7}') ?
    6. $SYS_IDLE_2?-?$SYS_IDLE_1` ?
    7. $Total_2?-?$Total_1` ?
    8. $SYS_IDLE/$Total*100?|bc?-l` ??
    9. $SYS_USAGE?|bc?-l` ??
    10. "scale=3;?$SYS_Rate/1"?|bc` ?echo?$Disp_SYS_Rate% ?
    12. #!/usr/bin/perl ??
    13. $SLEEPTIME=5; ??
    14. if?(-e?"/tmp/stat")?{ ?unlink?"/tmp/stat"; ?
    15. ">>/tmp/stat")?||?die?"Can't?open?/proc/stat?file!\n"; ?
    16. "/proc/stat")?||?die?"Can't?open?/proc/stat?file!\n"; ?@jiff_0=<JIFF>; ?
    17. $jiff_0[0]?; ?close?(JIFF); ?
    18. $SLEEPTIME; ?
    19. "/proc/stat")?||?die?"Can't?open?/proc/stat?file!\n"; ?
    20. @jiff_1=<JIFF>; ?print?JIFF_TMP?$jiff_1[0]; ?
    21. @USER=`awk?'{print?\$2}'?"/tmp/stat"`; ?
    22. @NICE=`awk?'{print?\$3}'?"/tmp/stat"`; ?@SYSTEM=`awk?'{print?\$4}'?"/tmp/stat"`; ?
    23. @IDLE=`awk?'{print?\$5}'?"/tmp/stat"`; ?@IOWAIT=`awk?'{print?\$6}'?"/tmp/stat"`; ?
    24. @IRQ=`awk?'{print?\$7}'?"/tmp/stat"`; ?@SOFTIRQ=`awk?'{print?\$8}'?"/tmp/stat"`; ?
    25. $JIFF_0=$USER[0]+$NICE[0]+$SYSTEM[0]+$IDLE[0]+$IOWAIT[0]+$IRQ[0]+$SOFTIRQ[0]; ?
    26. $JIFF_1=$USER[1]+$NICE[1]+$SYSTEM[1]+$IDLE[1]+$IOWAIT[1]+$IRQ[1]+$SOFTIRQ[1]; ??
    27. $SYS_IDLE=($IDLE[0]-$IDLE[1])?/?($JIFF_0-$JIFF_1)?*?100; ?$SYS_USAGE=100?-?$SYS_IDLE; ?
    28. "The?CPU?usage?is?%1.2f%%\n",$SYS_USAGE);? ?

    ?

读书人精选
热点排行