2 CPU 性能监控
2.1 CPU利用率
CPU利用率是定义CPU使用的百分比，一般分为：
- us：用户程序占用CPU比率，实际上就是CPU执行用户程序所占时间与CPU总时间的比值
- sy：操作系统的内核线程以及中断占用CPU的比率
- id：CPU空闲时间比率
2.1.1 上下文切换
多数现在处理器都能运行一个进程或线程，多路超线程处理器有能力运行多个线程；一个标准的LInux内核可以运行50--5万个线程，当内核同时处理多个线程时，内核将调度并均衡每个进程线程，每个线程都分配一个在处理器中被开销的时间额度；当正获取CPU控制权的线程达到设置的时间额度或有高优先级的中断时，CPU才会停止对当前线程的操作，进而对先一个线程操作，把这种CPU从一个线程切换到另一个线程就叫上下文切换
2.1.2 运行队列
每一个CPU都维护一个线程的运行队列，理论上，调度器应该不断的运行和执行线程，进程和线程不是在sleep状态(指的是阻塞和IO等待中)就是在可运行状态；如果CPU子系统处于高负荷下(进程、线程比较多)，那就意味着内核调度将无法及时响应系统请求，导致结果是可运行状态进程拥塞在运行队列里(很长时间不能执行)，当运行队列越来越来大时，进程线程将花费更多的时间获取PU控制权来执行。
一般用load来查看CPU的负载情况，一般当load的值 >= LinuxCPU的核数就说明CPU高负荷；例如：linux是 8核，则load1 load5 load5的值小于8 则CPU是正常的
2.2 CPU性能监控
理解运行队列、利用率、上下文切换对CPU性能最优化之间的关系；
运行队列(Run Queues)：每个处理器应该运行队列不超过1-3个线程.比如，一个双核处理器运行队列不超过6个线程(公司是8core，一般top中running的tasks不超过8*3=24)
CPU Utiliation(CPU 利用率)：如果一个CPU被充分利用，利用率分类之间均衡的比例应该是：
user time：65%----70%
system time：30%----35%
id time：0%----5%
注意：在id占的比率越小说明CPU空闲时间比较多，CPU可定够用；上述比率是在CPU被充分利用时的比率；但实际生产环境是id大于40%
注：大量的上下文切换(Context Switches) 直接影响到CPU的利用率，如果cpu的利用率保持在上述均衡状态，则大量的上下文切换是正常的。
2.2.1 vmstat工具的使用
vmstat 工具提供了一种低开销的系统性能观察方式，因为vmstat本事就是低开销工具，在非常高负荷的服务器上，用vmstat监控系统状态会节约服务器的压力。
字段的含义：
(1) proc 进程数目
- r：是指运行队列中进程、线程的数目，也就是说明这些线程是可执行状态，正在等待CPU执行
- b：当前进程阻塞，正在等待IO请求完成的数目(也就是在等资源的进程、线程数目)，资源包括IO读取数据、内存交换等
(2) memory
- swpd：已经使用的swap空间(当空闲内存free的值小于page_low最小的阀值时，会把内存的数据写到swap中；free比较多少就不会使用swap)
- free：空闲的物理内存(图中只剩下46M)
- buffer
- cache
注意：Linux的内存会被充分利用，在物理内存分配给进程后有比较多的剩余量，系统会把物理内存按当前的需要当作buffer或cache来使用，所以一般我们看到服务器的物理内存used都比较高，并不是说内存不够用了而是LInux充分利用内存的一种表现；当内存剩余量达到一个阀值，系统会字段清理一下buffer或cache来释放内存，以供进程分配使用。而windows系统只有在为进程分配内存时才利用物理内存，平时不用所以，当物理内存很大但跑的程序不多时，物理内存大部分都是处于空闲状态。
(3) swap
- si：从虚拟内存swap把数据交换到物理内存的数量(kb/s)
- so: 从物理内存把数据交换到seap的数量(kb/s)
(4) io
- bi：发送到块设备的块数(块/s)
- bo：从块设备接收到的块数(块/s) ---------------不理解？？？？？？？？？？
(5) system
- in：每秒中中断的次数
- cs：每秒中上下文切换的次数
(6) CPU
- us：用户进程
- sys：内核进程、系统进程
- id：cpu空闲
- wa：等待IO资源所占用的时间比率；CPU什么也不干等IO资源输入占用时间占CPU运行时间的比率
如果一台服务器的vmstat如上图所示，能得到一下结论：
(1) 前提知道次服务器是单CPU：所以在运行队列中等待的进程、线程不能超过3个，所以有2个超过了，但运行队列还在可以控制的范围之内
(2) system中 in比较多，cs比较少；cs比较少说明上下文切换不多(一个或少数几个进程在运行)，in比较多，说明中断比较多(中断一般是硬件请求)；所以我们可以认为是某一个进程正在进行硬件请求(比如打印机)
(3) 如果us占的比率比较大 (85%以上)，而且cs不多则说明此用户进程仍在运行中
2.2.2 mpstat的使用
如果你服务器是多核CPU，则可以用mpstat工具来监控每个独立的CPU芯片
mpstat -P ALL 1 其中 -P是指定core数 -P 3 则显示core编号为3的性能情况； ALL 所有的core的性能情况
首先，CPU列 0--7 说明：服务器是8core的服务器
然后说明了每个cpu core 具体的性能监控
2.3 CPU性能总结：
1. 坚持system的运行队列，让等待的数目不超过 core数量 * 3
2. 如果CPU 全部用完，则us：sy = 7：3 才是正常的，如果sy占的比率大于30%(正常配置不能满足，需要占用更多的资源)，则说明已经超负荷需要重新调整优先级
3. 当I/O时间比较长，即 wa的直比较大，会影响CPU范畴应用响应速度