Linux 性能分析總結之 CPU 平均負載（一）

0x00 前言

做爲一個程序猿，不管咱們未來想要往哪一個方向攀登，若是沒有好的基礎知識是會很吃力的，因此打下良好的基礎必不可少。在我看來，從事 IT 行業的技術工種，有如下基礎知識是剛需：

• 編程
• 算法
• 計算機原理
• 計算機網絡

根據馮諾依曼計算機結構體系，計算機就是一個輸入輸出的設備，咱們輸入待處理的數據，經由計算機處理後獲得咱們想要的結果。那麼說白了做爲程序員咱們就是經過各類手段操控這個設備，天然而然的，想要把這個機器玩的很溜是須要了解這個機器的原理的，因此咱們須要學習計算機原理。

在瞭解了計算機的原理後，咱們如何去操做他呢，固然是經過編程的手段了，這裏我說的編程是廣義上的編程，不要覺得只有寫段 C 的代碼纔是編程，命令行輸入指令就不是編程了，命令其實也是編程，由於他們二者最終都是翻譯成機器指令由計算機來執行。

一樣地，這臺機器他的性能是有限的，咱們只知道怎麼經過編程操做它遠遠不夠，咱們須要學一些騷操做來提高效率和速度，那麼咱們就須要學算法了。說白了，就好像兩個工人操做一個機器，其中一個工人會搞一些很溜的操做，讓這個機器的效率更高，執行速度更快，還能搞一些高階玩法，若是這個工廠只能留下一我的，你以爲最終會留下誰呢？

在有了上面這三類基礎知識後，咱們對於單臺機器的操做能夠說是入門了，可是咱們如今身處的世界是萬物互聯的世界，計算機須要與計算機之間進行協做，那麼就須要學習計算機網絡。

而我最近出於工做緣由，一直在學習 Linux 的性能優化。Linux 性能優化的範圍涉及很是廣，從軟件到硬件、從編程到網絡都有涉及到，有不少的基礎知識，而對於很廣的知識，我以爲須要一條線來串聯起來，才能造成一個體系的知識結構。因此我會把在這過程當中學到的知識，加上平時工做中的實踐，提煉成博客寫出來。

0x01 詳解

A. 平均負載

首先分析 CPU 的性能問題，當咱們發現有 CPU 的性能問題，第一時間是幹什麼呢？固然是查看總體的 CPU 使用狀況，當查看 CPU 的總體狀況後，而後再分析究竟是哪一種狀況致使 CPU 的負載很高，最後找到致使 CPU 負載升高的罪魁禍首。那麼咱們接下來就按照這個步驟來分析。

1. 查看總體的 CPU 使用狀況

經常使用的查看 CPU 的平均負載的命令有不少，如 uptime,top 等均可以查看。首先解釋下什麼是平均負載，總的來講平均負載能夠理解爲平均一段時間內 runnable 和 non-interruptable 進程的數量。

這裏咱們用 uptime 命令執行獲得的結果以下：

分別是最近 1 min,5 min,15 min 的平均負載的狀況，從這裏咱們能夠看出最近系統的負載狀況，從而能夠對總體 CPU 的使用狀況有一個大概的判斷。

平均負載的詳細介紹能夠看: Understanding the Load Average on Linux and Other Unix-like Systems

2. 哪些進程會致使平均負載的升高呢

通常有以下場景：

1. CPU 密集型
2. I/O 密集型
3. 大量進程

3. 如何判斷是哪一個進程致使平均負載很大呢

可使用以下工具:

1. pidstat
2. mpstat

查看 %user 能夠判斷是否是 CPU 密集型, %iowait 判斷是不是 I/O 密集型， %wait 判斷的則是大量進程切換型。

0x02 總結

本篇主要介紹瞭如何查看 CPU 的使用狀況，和判斷流程，流程爲如下步驟：

1. 經過查看平均負載來查看的 CPU 的整體使用狀況
2. 經過使用 pidstat, mpstat 來判斷 CPU 負載很高是哪一種狀況
3. 最後能夠經過上述工具找到相關的致使 CPU 使用升高的進程。