load average指标详解(一)

七 19th, 2012

        经常在性能测试的时候,会碰到一个指标,load average。一直对这个指标的定义缺乏关注,不太清楚其具体的含义,趁着最近还算比较闲,就专门抽出点时间来仔细了解下这个指标。

一、定义

         load average(系统平均负载): 在特定时间间隔内运行队列中的平均进程树。如果一个进程满足以下条件则其就会位于运行队列中:
– 它没有在等待I/O操作的结果
– 它没有主动进入等待状态(也就是没有调用’wait’)
– 没有被停止(例如:等待终止)

在linux系统使用命令:uptime、w、top。 以uptime为例,输出内容如下:、

7:51pm up 2 days, 5:43, 2 users, load average: 8.13, 5.90, 4.94

命令输出的最后内容表示在过去的1、5、15分钟内运行队列中的平均进程数量。它们的意思分别是1分钟、5分钟、15分钟内系统的平均负荷。当CPU完全空闲的时候,平均负荷为0;当CPU工作量饱和的时候,平均负荷为1。

,"load average"一共返回三个平均值—-1分钟系统负荷、5分钟系统负荷,15分钟系统负荷,—-应该参考哪个值?

如果只有1分钟的系统负荷大于1.0,其他两个时间段都小于1.0,这表明只是暂时现象,问题不大。

如果15分钟内,平均系统负荷大于1.0(调整CPU核心数之后),表明问题持续存在,不是暂时现象。所以,你应该主要观察"15分钟系统负荷",将它作为电脑正常运行的指标。

二、一个类比

首先,假设最简单的情况,你的电脑只有一个CPU,所有的运算都必须由这个CPU来完成。

那么,我们不妨把这个CPU想象成一座大桥,桥上只有一根车道,所有车辆都必须从这根车道上通过。(很显然,这座桥只能单向通行。)

系统负荷为0,意味着大桥上一辆车也没有。

bg2011073004[1]

系统负荷为0.5,意味着大桥一半的路段有车。

bg2011073005[1]

系统负荷为1.0,意味着大桥的所有路段都有车,也就是说大桥已经"满"了。但是必须注意的是,直到此时大桥还是能顺畅通行的。

bg2011073006[1]

系统负荷为1.7,意味着车辆太多了,大桥已经被占满了(100%),后面等着上桥的车辆为桥面车辆的70%。以此类推,系统负荷2.0,意味着等待上桥的车辆与桥面的车辆一样多;系统负荷3.0,意味着等待上桥的车辆是桥面车辆的2倍。总之,当系统负荷大于1,后面的车辆就必须等待了;系统负荷越大,过桥就必须等得越久。

bg2011073007[1]

CPU的系统负荷,基本上等同于上面的类比。大桥的通行能力,就是CPU的最大工作量;桥梁上的车辆,就是一个个等待CPU处理的进程(process)。

如果CPU每分钟最多处理100个进程,那么系统负荷0.2,意味着CPU在这1分钟里只处理20个进程;系统负荷1.0,意味着CPU在这1分钟里正好处理100个进程;系统负荷1.7,意味着除了CPU正在处理的100个进程以外,还有70个进程正排队等着CPU处理。

为了电脑顺畅运行,系统负荷最好不要超过1.0,这样就没有进程需要等待了,所有进程都能第一时间得到处理。很显然,1.0是一个关键值,超过这个值,系统就不在最佳状态了,你要动手干预了。

三、多处理器

2个CPU,意味着电脑的处理能力翻了一倍,能够同时处理的进程数量也翻了一倍。

还是用大桥来类比,两个CPU就意味着大桥有两根车道了,通车能力翻倍了。

bg2011073008[1]

所以,2个CPU表明系统负荷可以达到2.0,此时每个CPU都达到100%的工作量。推广开来,n个CPU的电脑,可接受的系统负荷最大为n.0。

四、多核处理器

芯片厂商往往在一个CPU内部,包含多个CPU核心,这被称为多核CPU。

在系统负荷方面,多核CPU与多CPU效果类似,所以考虑系统负荷的时候,必须考虑这台电脑有几个CPU、每个CPU有几个核心。然后,把系统负荷除以总的核心数,只要每个核心的负荷不超过1.0,就表明电脑正常运行。

怎么知道电脑有多少个CPU核心呢?

"cat /proc/cpuinfo"命令,可以查看CPU信息。"grep -c ‘model name’ /proc/cpuinfo"命令,直接返回CPU的总核心数。

五、性能衡量公示

Load Average < CPU个数 * 核数 *0.7

比如1个1核CPU,Load Average < 1 * 1 * 0.7;1个4核的CPU,Load Average必须 < 1 * 4 * 0.7 = 2.8。

参考文档:

1. http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/07/linux_load_average_explained.html

2. http://softtest.chinaitlab.com/qtjs/801881.html





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