Linux 進程管理之負載均衡

經(jīng)過前面的學習，我們知道一個 task 有如下幾種狀態(tài)，但用top時往往會以縮寫的形式展現(xiàn)，這里我們總結下。

• R (TASK_RUNNING)，可運行狀態(tài)。Linux中的 Ready 和 Running 對應的都是TASK_RUNNING標志位，ready 表示進程正處在隊列中，尚未被調(diào)度；running 則表示進程正在CPU上運行；D (TASK_UNINTERRUPTIBLE)，不可中斷的睡眠狀態(tài)。

是正處于內(nèi)核態(tài)關鍵流程中的進程，并且這些流程是不可打斷的，比如最常見的是等待硬件設備的 I/O 響應。處于 TASK_UNINTERRUPTIBLE 狀態(tài)的進程不能被信號喚醒，只能由 wakeup 喚醒。既然 TASK_UNINTERRUPTIBLE 不能被信號喚醒，自然也不會響應 kill 命令，就算是必殺 kill -9 也不例外。S (TASK_INTERRUPTIBLE)，可中斷的睡眠狀態(tài)。T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED)，暫停狀態(tài)或跟蹤狀態(tài)。Z (TASK_DEAD - EXIT_ZOMBIE)，退出狀態(tài)，進程成為僵尸進程。

什么是平均負載？

認識一下：

cat /proc/loadavg 
0.18 0.94 0.72 1/486 3569

查看當前系統(tǒng)的平均負載，前三個數(shù)分別是 1分鐘、5分鐘、15分鐘的平均進程數(shù)。第四個的分子是正在運行的進程數(shù)，分母是進程總數(shù)；最后一個最近運行的進程ID號。

也可以：

uptime 
22:32:31 up 9 min,  1 user,  load average: 0.18, 0.94, 0.72

load average: 0.18, 0.94, 0.72 //分別是 1分鐘、5分鐘、15分鐘的平均進程數(shù)。

我這里的PC是2個cpu，所以這里的負載是比較低的（如果平均負載高于2.0的話說明過載，平均負載低于2.0就是比較正常的。）

平均負載是指單位時間內(nèi)，系統(tǒng)處于可運行狀態(tài)和不可中斷狀態(tài)的平均進程數(shù)(即上面的R，D兩個狀態(tài)的平均進程數(shù)，很容易忽略D狀態(tài)的進程)，也就是平均活躍進程數(shù)，它和 CPU 使用率并沒有直接關系。實際的計算比較復雜，感興趣的同學可以查看源碼 https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/loadavg.c 。

平均負載不等于CPU使用率

通過上面的介紹我們知道：

平均負載不僅包括了正在使用 CPU 的進程，還包括等待 CPU 和等待 I/O 的進程。

CPU使用率，是單位時間內(nèi) CPU 繁忙情況的統(tǒng)計，跟平均負載并不一定完全對應。

比如：

CPU 密集型進程，使用大量 CPU 會導致平均負載升高，此時這兩者是一致的；I/O 密集型進程，等待 I/O 也會導致平均負載升高，但 CPU 使用率不一定很高；大量等待 CPU 的進程調(diào)度也會導致平均負載升高，此時的 CPU 使用率也會比較高。

所以這就是有時通過top發(fā)現(xiàn)cpu使用率不是很高，但是cat /proc/loadavg時負載又很大的原因。

常用命令

top

可以查看系統(tǒng)CPU的狀態(tài)，以百分比的形式顯示出來。

Tasks: 251 total,   1 running, 243 sleeping,   0 stopped,   1 zombie
Mem:   2007724k total,   862108k used,  1145616k free,    18560k buffers
Swap:  1505788k total,        0k used,  1505788k free,   415260k cached
400%cpu  16%user   0%nice   6%sys 377%idle   0%iow   0%irq   0%sirq   0%host
  PID USER         PR  NI VIRT  RES  SHR S[%CPU] %MEM     TIME+ ARGS
 5628 root         20   0 5.9M 3.1M 2.7M R 19.3   0.1   0:00.07 top
 5614 root          0 -20    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/u9:0]
 5609 root         20   0    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/3:2]
 5607 root         20   0    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/u8:2]
 5590 root          0 -20    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/u9:4]
 5585 root         20   0    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/u8:3]
 5577 root          0 -20    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/u9:2]
 5571 root         20   0    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.00 [kworker/3:0]
 5537 root         20   0    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.05 [kworker/u8:1]
 5448 root         20   0    0    0    0 S  0.0   0.0   0:00.67 [kworker/3:1]

• us（user cpu time）：用戶態(tài)使用的cpu時間比。該值較高時，說明用戶進程消耗的 CPU 時間比較多，比如，如果該值長期超過 50%，則需要對程序算法或代碼等進行優(yōu)化。sy（system cpu time）：系統(tǒng)態(tài)使用的cpu時間比。ni（user nice cpu time）：用做nice加權的進程分配的用戶態(tài)cpu時間比id（idle cpu time）：空閑的cpu時間比。如果該值持續(xù)為0，同時sy是us的兩倍，則通常說明系統(tǒng)則面臨著 CPU 資源的短缺。wa（wait）：等待使用CPU的時間。hi（hardware irq）：硬中斷消耗時間si（software irq）：軟中斷消耗時間st（steal time）：虛擬機偷取時間

vmstat

vmstat用來檢測系統(tǒng)的狀態(tài)，包括CPU和內(nèi)存，非常方便系統(tǒng)調(diào)試使用。

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 1  0      0 1146440 18564 415260    0    0     2     1    0   95  0  0 100 0
 0  0      0 1146476 18564 415260    0    0     0     0    0  384  0  0 100 0
 0  0      0 1146104 18564 415260    0    0     0     0    0  375  0  0 100 0
 0  0      0 1146724 18564 415260    0    0     0     0    0  387  0  0 100 0
 0  0      0 1146848 18564 415260    0    0     0     0    0  369  0  0 100 0

參考： 

https://mp.weixin.qq.com/s/UzmlGu-5n25B0wNScD50Jg

https://mp.weixin.qq.com/s/E5X9U7QIGnLCd4ETn2Ldlw