Linux服务器的CPU负载和CPU使用率

昨天查看Nagios警报信息,发现其中一台服务器CPU负载过重,机器为CentOS系统。信息如下:

2011-2-15 (星期二) 17:50WARNING - load average: 9.73, 10.67, 10.49

还有前两个小时发出的警报信息:
2011-2-15 (星期二) 16:50WARNING - load average: 10.52, 10.10, 10.06
2011-2-15 (星期二) 15:40WARNING - load average: 8.27, 9.23, 9.48

一、警报信息的三个参数到底是什么意思?

9.73、10.67、10.49分别代表前一分钟,五分钟,十五分钟的平均CPU负载,最重要的指标是最后一个数字,即前15分钟的平均CPU负 载,这个数字越小越好。所谓CPU负载指的是一段时间内任务队列的长度,通俗的讲,就是一段时间内一共有多少任务在使用或等待使用CPU。

二、除了Nagios,还有哪些工具可以查看CPU负载?

可以使用top命令、uptime命令,特别是top命令,功能强大,不仅仅可以用来查看CPU负载。

三、CPU负载怎么理解?是不是CPU利用率?

这里要区别CPU负载和CPU利用率,它们是不同的两个概念,但它们的信息可以在同一个top命令中进行显示。CPU利用率显示的是程序在运行期间 实时占用的CPU百分比,而CPU负载显示的是一段时间内正在使用和等待使用CPU的平均任务数。CPU利用率高,并不意味着负载就一定大。网上有篇文章 举了一个有趣比喻,拿打电话来说明两者的区别,我按自己的理解阐述一下。

某公用电话亭,有一个人在打电话,四个人在等待,每人限定使用电话一分钟,若有人一分钟之内没有打完电话,只能挂掉电话去排队,等待下一轮。电话在这里就相当于CPU,而正在或等待打电话的人就相当于任务数。

在电话亭使用过程中,肯定会有人打完电话走掉,有人没有打完电话而选择重新排队,更会有新增的人在这儿排队,这个人数的变化就相当于任务数的增减。 为了统计平均负载情况,我们5秒钟统计一次人数,并在第1、5、15分钟的时候对统计情况取平均值,从而形成第1、5、15分钟的平均负载。

有的人拿起电话就打,一直打完1分钟,而有的人可能前三十秒在找电话号码,或者在犹豫要不要打,后三十秒才真正在打电话。如果把电话看作CPU,人数看作任务,我们就说前一个人(任务)的CPU利用率高,后一个人(任务)的CPU利用率低。

当然, CPU并不会在前三十秒工作,后三十秒歇着,只是说,有的程序涉及到大量的计算,所以CPU利用率就高,而有的程序牵涉到计算的部分很少,CPU利用率自然就低。但无论CPU的利用率是高是低,跟后面有多少任务在排队没有必然关系。

四、了解了CPU负载的含义,我们如何来降低服务器的CPU负载呢?

最简单办法的是更换性能更好的服务器,不要想着仅仅提高CPU的性能,那没有用,CPU要发挥出它最好的性能还需要其它软硬件的配合。

在服务器其它方面配置合理的情况下,CPU数量和CPU核心数(即内核数)都会影响到CPU负载,因为任务最终是要分配到CPU核心去处理的。两块CPU要比一块CPU好,双核要比单核好。

因此,我们需要记住,除去CPU性能上的差异,CPU负载是基于内核数来计算的!有一个说法,“有多少内核,即有多少负载”。

五、那么,本文开头的CPU负载分担到每个CPU上的负载是多少呢?那就要看我这台服务器有一共有多少个内核了。

Linux里有一个/proc目录,存放的是当前运行系统的虚拟映射,其中有一个文件为cpuinfo,这个文件里存放着CPU的信息。我们可以直接打开查看,或者过滤关键字进行查看,因为文件内容比较多,所以一般我们需要过滤关键字。

/proc/cpuinfo文件按逻辑CPU而非真实CPU分段落显示信息,每个逻辑CPU的信息占用一个段落,第一个逻辑CPU标识从0开始。我们首先要明白这一点,至于什么是逻辑CPU,下面会提到。要理解该文件中的CPU信息,有几个相关的概念要知道:

processor:逻辑CPU的标识

model name:真实CPU的型号信息

physical id:真实CPU和标识

cpu cores:真实CPU的内核数

$>grep ‘model name’ /proc/cpuinfo |uniqmodel name : Intel(R) Xeon(R) CPU E5320 @ 1.86GHz
$>grep ‘physical id’ /proc/cpuinfo |sort |uniq |wc -l2
$>grep ‘cpu cores’ /proc/cpuinfo |uniq2
可以看出,该服务器CPU型号为Intel(R) Xeon(R) CPU E5320,双CPU,每个CPU都是双核,相当于服务器有4个内核。

前面我们说CPU负载是基于CPU内核数计算的,那么以前十五分钟的平均负载数10.49为例,我们可以得出,这台服务器每个CPU的负载为5.245,再分配到内核上,每个内核的负载为2.6左右。

这个负载是否是合理的呢?那就要看理想CPU负载的标准是什么样子的了。

六、CPU负载为多少才算比较理想?

这个有争议,各有各的说法,我个人比较赞同CPU负载小于等于0.7算是一种理想状态。

不管某个CPU的性能有多好,1秒钟能处理多少任务,我们可以认为它无关紧要,虽然事实并非如此。在评估CPU负载时,我们只以5秒钟为单位为统计 任务队列长度。如果每隔5秒钟统计的时候,发现任务队列长度都是1,那么CPU负载就为1。假如我们只有一个单核的CPU,负载一直为1,意味着没有任务 在排队,还不错。

上面提到的我那台服务器,是双核又CPU,等于是有4个内核,每个内核的负载为1的话,总负载为4。这就是说,如果我那台服务器的CPU负载长期保持在4左右,还可以接受。但实际上CPU负载已经达到9以上了,所以就很麻烦了。

但是每个内核的负载为1,并不能算是一种理想状态!这意味着我们的CPU一直很忙,不得清闲。网上有说理想的状态是每个内核的负载为0.7左右,我比较赞同,0.7乘以内核数,得出服务器理想的CPU负载。

原文链接:,转发请注明来源!

发表评论