CPU 负载¶

Linux通过``/proc/stat``和``/proc/uptime``导出各种信息，用户空间工具

如top(1)使用这些信息计算系统花费在某个特定状态的平均时间。

例如：

$ iostat

Linux 2.6.18.3-exp (linmac) 02/20/2007

avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle10.01 0.00 2.92 5.44 0.00 81.63

…

这里系统认为在默认采样周期內有10.01%的时间工作在用户空间，2.92%的时

间用在系统空间，总体上有81.63%的时间是空闲的。

大多数情况下``/proc/stat``的信息几乎真实反映了系统信息，然而，由于内

核采集这些数据的方式/时间的特点，有时这些信息根本不可靠。

那么这些信息是如何被搜集的呢？每当时间中断触发时，内核查看此刻运行的

进程类型，并增加与此类型/状态进程对应的计数器的值。这种方法的问题是

在两次时间中断之间系统(进程)能够在多种状态之间切换多次，而计数器只

增加最后一种状态下的计数。

举例

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假设系统有一个进程以如下方式周期性地占用cpu:

两个时钟中断之间的时间线

|-----------------------|

^ ^

|_ 开始运行 |

|_ 开始睡眠

(很快会被唤醒)

在上面的情况下，根据``/proc/stat``的信息(由于当系统处于空闲状态时，

时间中断经常会发生)系统的负载将会是0

大家能够想象内核的这种行为会发生在许多情况下，这将导致``/proc/stat``

中存在相当古怪的信息:

/* gcc -o hog smallhog.c */

#include

#include

#include

#include

#define HIST 10

static volatile sig_atomic_t stop;

static void sighandler (int signr)

{

(void) signr;

stop = 1;

}

static unsigned long hog (unsigned long niters)

{

stop = 0;

while (!stop && --niters);

return niters;

}

int main (void)

{

int i;

struct itimerval it = { .it_interval = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 1 },

.it_value = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 1 } };

sigset_t set;

unsigned long v[HIST];

double tmp = 0.0;

unsigned long n;

signal (SIGALRM, &sighandler);

setitimer (ITIMER_REAL, &it, NULL);

hog (ULONG_MAX);

for (i = 0; i < HIST; ++i) v[i] = ULONG_MAX - hog (ULONG_MAX);

for (i = 0; i < HIST; ++i) tmp += v[i];

tmp /= HIST;

n = tmp - (tmp / 3.0);

sigemptyset (&set);

sigaddset (&set, SIGALRM);

for (;;) {

hog (n);

sigwait (&set, &i);

}

return 0;

}

参考

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谢谢

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Con Kolivas, Pavel Machek