Linux - 系统指标 CPU load

cpu load

cpu load通常做为一个机器负载的衡量指标

cpu load是对使用或者等待cpu进程的统计(数量的累加)。每一个使用(using)或者等待(waiting)CPU的进程(process)，都会使load值+1。
每一个结束的(teminates)进程，都会使load值-1。

所谓使用CPU的进程，是指状态为running的进程，或者说是在cpu run queue里的进程。
所谓等待CPU的进程，是指状态为runnable的进程，或者说是在cpu ready queue里的进程。

大部分Unix操作系统只计算running和runnable的进程。但是Linux系统除了上述两种状态进行，还计算uninterruptible sleep状态的进程(通常是在等待磁盘IO)。因此，如果有很多进程被block在IO处，Linux系统显示的load会被Unix系统高一些。举个例子，如果有进程由于NFS服务挂掉或者USB设备太慢而block住的话，会显示一个奇怪的现象：cpu使用率不高，但是cpu load很高。

cpu load average

通常，我们关注的不是cpu load，而是cpu load average这个指标。

所有的Unix和类Unix操作系统，都有3个"load average"的统计指标。分别表示1分钟、5分钟和15分钟内的cpu负载均值。

使用uptime命令是查看cpu负载最简单的命令：

$ uptime
14:34:03 up 10:43, 4 users, load average: 0.06, 0.11, 0.09

当然，w和top命令也包含cpu load信息。

top命令：

image.png

w命令：

image.png

load average的意义

load average是个无量纲的，大致可认为是cpu进程队列中进程的数量和cpu可处理能力的比值。比如cpu最多同时能处理10个进程，

• 如果队列中进程数量为5，load average为50%，说明cpu还没达到负载上限
• 如果队列中进程数量为10，load average为100%，说明刚好达到负载上限
• 如果队列中进程数量为15，load average为150%，说明超出了cpu的处理能力

单个cpu的load average为0.7以上时，需要注意是否快达到了服务能力的瓶颈。

cpu load和cpu utilization

cpu load(cpu负载)相较于cpu utilization(cpu使用率)更能反映机器的负载情况。

因为，假如有两个配置相同的机器，一个机器cpu utilization是50%，另一个是70%，我们可以认为70%的机器负载比50%的高。但是如果两个机器的cpu use都是100%的话，谁的负载更高，就不得而知了。而cpu load是可以反映出来的。

比如两个机器的per cpu load分别是1.5和1.8，但是他们的cpu use都是100%。但是我们依旧可以知道哪台机器负载更高。

假如在一个单核机器上，load average是"1.73 0.60 7.98"，那么可以大致这么解释：

• 在过去1分钟中，系统负载超额73%。(1.73个runnable进程，但是有0.73个进程需要等待)
• 在过去5分钟中，系统负载有40%空闲
• 在过去15分钟中，系统负载超额698%。(7.98个runnable进程，但是有6.98个需要等待)

参考

• wikipedia - Load (computing)
• Understanding Linux CPU Load - when should you be worried?
• 理解Load Average做好压力测试