Linux 软中断

中断

中断其实是一种异步的事件处理机制，可以提高系统的并发处理能力。

由于中断处理程序会打断其他进程的运行，所以，为了减少对正常进程运行调度的影响，中断处理程序就需要尽可能快地运行。如果中断本身要做的事情不多，那么处理起来也不会有太大问题；但如果中断要处理的事情很多，中断服务程序就有可能要运行很长时间。

• 注意：

中断处理程序在响应中断时，还会临时关闭中断。这就会导致上一次中断处理完成之前，其他中断都不能响应，也就是说中断有可能会丢失。

软中断（softirq）

Linux 将中断处理过程分成了两个阶段，也就是上半部和下半部：

• 上半部用来快速处理中断，它在中断禁止模式下运行，主要处理跟硬件紧密相关的或时间敏感的工作。也就是我们常说的硬中断，特点是快速执行；
• 下半部用来延迟处理上半部未完成的工作，通常以内核线程的方式运行。也就是我们常说的软中断，特点是延迟执行。

查看软中断和内核线程

• /proc/softirqs 提供了软中断的运行情况；
• /proc/interrupts 提供了硬中断的运行情况。

查看软中断在CPU上累计次数：

// Linux 中的软中断包括网络收发、定时、调度、RCU 锁等各种类型，可以通过查看 /proc/softirqs 来观察软中断的运行情况。
// TIMER（定时中断）、NET_RX（网络接收）、SCHED（内核调度）、RCU（RCU 锁)
[root@k8s /proc]# cat softirqs
                    CPU0       CPU1
          HI:          5          1
       TIMER:  444492709  271957759
      NET_TX:      18937      15860
      NET_RX:   34769092  430587974
       BLOCK:   12265925          0
BLOCK_IOPOLL:          0          0
     TASKLET:        853        592
       SCHED:    4489427   66716813
     HRTIMER:          0          0
         RCU:  151213683  128619479
         

每个 CPU 都对应一个软中断内核线程，这个软中断内核线程就叫做 ksoftirqd/CPU 编号。

// 查看软中断线程运行情况
[root@k8s /proc]# ps aux | grep softirq
root         6  0.0  0.0      0     0 ?        S    Apr02   0:06 [ksoftirqd/0]
root        14  0.0  0.0      0     0 ?        S    Apr02   2:06 [ksoftirqd/1]

Sar

sar（System Activity Reporter系统活动情况报告）是目前 Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从多方面对系统的活动进行报告，包括：文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等

[root@k8s /proc]# sar -n DEV 5
Linux 3.10.0-1062.4.1.el7.x86_64 (instance-010oj085) 	04/07/2020 	_x86_64_	(2 CPU)

04:28:56 PM     IFACE   rxpck/s   txpck/s    rxkB/s    txkB/s   rxcmp/s   txcmp/s  rxmcst/s
04:29:01 PM vethweplf08851b      3.20      3.20      0.24      1.19      0.00      0.00      0.00
04:29:01 PM vethweplaa5bdc5      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00
04:29:01 PM     weave     30.40     31.60      3.54      9.76      0.00      0.00      0.00
04:29:01 PM vethwepl932b3c7     10.40     12.20      1.56      3.68      0.00      0.00      0.00
04:29:01 PM vxlan-6784      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

• 第一列：表示报告的时间。
• 第二列：IFACE 表示网卡。
• 第三、四列：rxpck/s 和 txpck/s 分别表示每秒接收、发送的网络帧数，也就是 PPS。
• 第五、六列：rxkB/s 和 txkB/s 分别表示每秒接收、发送的千字节数，也就是 BPS

可以通过这个工具分析网络软中断的情况

学习笔记
来自极客时间：《Linux性能优化实战》