Linux 性能分析总结之 CPU 平均负载（一）

0x00 前言

做为一个程序猿，不管咱们未来想要往哪一个方向攀登，若是没有好的基础知识是会很吃力的，因此打下良好的基础必不可少。在我看来，从事 IT 行业的技术工种，有如下基础知识是刚需：

• 编程
• 算法
• 计算机原理
• 计算机网络

根据冯诺依曼计算机结构体系，计算机就是一个输入输出的设备，咱们输入待处理的数据，经由计算机处理后获得咱们想要的结果。那么说白了做为程序员咱们就是经过各类手段操控这个设备，天然而然的，想要把这个机器玩的很溜是须要了解这个机器的原理的，因此咱们须要学习计算机原理。

在了解了计算机的原理后，咱们如何去操做他呢，固然是经过编程的手段了，这里我说的编程是广义上的编程，不要觉得只有写段 C 的代码才是编程，命令行输入指令就不是编程了，命令其实也是编程，由于他们二者最终都是翻译成机器指令由计算机来执行。

一样地，这台机器他的性能是有限的，咱们只知道怎么经过编程操做它远远不够，咱们须要学一些骚操做来提高效率和速度，那么咱们就须要学算法了。说白了，就好像两个工人操做一个机器，其中一个工人会搞一些很溜的操做，让这个机器的效率更高，执行速度更快，还能搞一些高阶玩法，若是这个工厂只能留下一我的，你以为最终会留下谁呢？

在有了上面这三类基础知识后，咱们对于单台机器的操做能够说是入门了，可是咱们如今身处的世界是万物互联的世界，计算机须要与计算机之间进行协做，那么就须要学习计算机网络。

而我最近出于工做缘由，一直在学习 Linux 的性能优化。Linux 性能优化的范围涉及很是广，从软件到硬件、从编程到网络都有涉及到，有不少的基础知识，而对于很广的知识，我以为须要一条线来串联起来，才能造成一个体系的知识结构。因此我会把在这过程当中学到的知识，加上平时工做中的实践，提炼成博客写出来。

0x01 详解

A. 平均负载

首先分析 CPU 的性能问题，当咱们发现有 CPU 的性能问题，第一时间是干什么呢？固然是查看总体的 CPU 使用状况，当查看 CPU 的总体状况后，而后再分析究竟是哪一种状况致使 CPU 的负载很高，最后找到致使 CPU 负载升高的罪魁祸首。那么咱们接下来就按照这个步骤来分析。

1. 查看总体的 CPU 使用状况

经常使用的查看 CPU 的平均负载的命令有不少，如 uptime,top 等均可以查看。首先解释下什么是平均负载，总的来讲平均负载能够理解为平均一段时间内 runnable 和 non-interruptable 进程的数量。

这里咱们用 uptime 命令执行获得的结果以下：

分别是最近 1 min,5 min,15 min 的平均负载的状况，从这里咱们能够看出最近系统的负载状况，从而能够对总体 CPU 的使用状况有一个大概的判断。

平均负载的详细介绍能够看: Understanding the Load Average on Linux and Other Unix-like Systems

2. 哪些进程会致使平均负载的升高呢

通常有以下场景：

1. CPU 密集型
2. I/O 密集型
3. 大量进程

3. 如何判断是哪一个进程致使平均负载很大呢

可使用以下工具:

1. pidstat
2. mpstat

查看 %user 能够判断是否是 CPU 密集型, %iowait 判断是不是 I/O 密集型， %wait 判断的则是大量进程切换型。

0x02 总结

本篇主要介绍了如何查看 CPU 的使用状况，和判断流程，流程为如下步骤：

1. 经过查看平均负载来查看的 CPU 的整体使用状况
2. 经过使用 pidstat, mpstat 来判断 CPU 负载很高是哪一种状况
3. 最后能够经过上述工具找到相关的致使 CPU 使用升高的进程。