压力测试衡量CPU的三个指标：CPU Utilization、Load Average和Context Switch Rate

Linux下cpu使用率load average的简单理解

 

load average一般可以通过top或者uptime观察到，格式如下： 

load average: 0.10, 0.05, 0.58 

 

分别代表了最近1分钟，5分钟，15分钟CPU的平均负载情况 

 

如果是单核CPU的话，1.00就表示CPU已经满负荷了， 

如果是多核CPU的话，load average达到CPU的核数即说明该CPU已经满负荷了， 

如果是多颗物理CPU，则当load average达到所有物理CPU的总核数时，说明系统CPU满负荷了。 

 

简而言之，CPU的核数即为我们根据load average衡量CPU负载的依据。 

 

那么当CPU负载达到哪个值时，就该引起我们注意了呢？按照参考文章给的经验值是CPU核数减去0.3， 

即如果CPU总核数为4，当load average上15分钟的数值达到3.7时，我们就该好好进系统看看了。

CPU Utilization 好理解，就是CPU的利用率，75%以上就比较高了（也有说法是80%或者更高）。除了这个指标外，还要结合Load Average和Context Switch Rate来看，有可能CPU高是因为后两个指标高导致的。

 

Load Average ，这个很难衡量。网上搜了一圈，还没见到几个合理的解释。我100个并发用户测试数来这两个值是：77.534%，6.108，CPU利用率比较高，Load Average也好像有点高。后来发现了如下两片博文： 理解Load Average做好压力测试 ，“Load Average是 CPU的 Load，它所包含的信息不是 CPU的使用率状况，而是在一段时间内 CPU正在处理以及等待 CPU处理的进程数之和的统计信息，也就是 CPU使用队列的长度的统计信息。 ”，基本解释了multi-process,multi-thread程序的原理。理解Linux处理器的负载均值（翻译） ，简单说起来就一句话：

 

    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。

 

查看cpu的信息：grep 'model name' /proc/cpuinfo

 

Context Switch Rate 。就是Process（Thread）的切换，如果切换过多，会让CPU忙于切换，也会导致影响吞吐量。《高性能服务器架构 》这篇文章的第2节就是说的是这个问题的。究竟多少算合适？google了一大圈，没有一个确切的解释。Context Switch大体上由两个部分组成：中断和进程(包括线程)切换，一次中断（Interrupt）会引起一次切换，进程（线程）的创建、激活之类的也会引起一次切换。CS的值也和TPS（Transaction Per Second）相关的，假设每次调用会引起N次CS，那么就可以得出

 

     Context Switch Rate = Interrupt Rate + TPS* N

 

CSR减掉IR，就是进程/线程的切换，假如主进程收到请求交给线程处理，线程处理完毕归还给主进程，这里就是2次切换。也可以用CSR、IR、TPS的值代入公式中，得出每次事物导致的切换数。因此，要降低CSR，就必须在每个TPS引起的切换上下功夫，只有N这个值降下去，CSR就能降低，理想情况下N=0，但是无论如何如果N >= 4，则要好好检查检查。另外网上说的CSR<5000，我认为标准不该如此单一。

 

其他信息：

这三个指标在LoadRunner中可以监控到；另外，在linux中，也可以用vmstat查看r（Load Arerage），in（Interrupt）和cs（Context Switch）

#vmstat 1 5

procs --------------memory-------------    ----swap-- ---io--   -system------cpu----
 r   b   swpd   free     buff       cache         si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 0  0 244644  29156 415720 2336484    0    0     1    49    2    1      1  0 98    0
 0  0 244644  29140 415720 2336484    0    0     0    28    9    115  0  0 99    1
 0  0 244644  29140 415720 2336484    0    0     0    24    62  256  0  0 100  0
 0  0 244644  29140 415720 2336484    0    0     0     0     5    93    0  0 100  0
 0  0 244644  29140 415720 2336484    0    0     0     0     58  255  0  0 100  0

 

 

Interrupt Rate包括内核由于进程的时间片中断。（在 Linux 2.6 中，系统时钟每 1 毫秒中断一次时钟频率，用 HZ 宏表示，定义为 1000，即每秒中断 1000 次。系统不一样，内核不一样配置100、250的都有。）

内核的时钟频率可以通过如下命令知道

cat /boot/config-`uname -r` | grep '^CONFIG_HZ='

CONFIG_HZ=100

每秒总的时钟中断数就是 = cpu个数 * 核数 * CONFIG_HZ

 

cat /proc/interrupts

          CPU0       CPU1       CPU2       CPU3       
LOC:   97574747   52361843  105207680   69447653   Local timer interrupts
RES:     107368     257510      98635     186294   Rescheduling interrupts
CAL:      14174      14206      14164        194   function call interrupts
TLB:    1007949     853117     992546     591410   TLB shootdowns

可以查看中断的类型以及次数 

 

后记：

发现一篇Linux性能监控的文章，特贴在这里，供参考

http://blog.csdn.net/tianlesoftware/archive/2011/02/21/6198780.aspx