linux /proc/loadavg(平均负载)

灰太狼 2022-09-29 13:59 208阅读 0赞

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一、什么是系统平均负载(Load average)？  
在Linux系统中，uptime、w、top等命令都会有系统平均负载load average的输出，那么什么是系统平均负载呢？  
**系统平均负载被定义为在特定时间间隔内运行队列中的平均进程数**。如果一个进程满足以下条件则其就会位于运行队列中：  
　　- 它没有在等待I/O操作的结果  
　　- 它没有主动进入等待状态(也就是没有调用'wait')  
　　- 没有被停止(例如：等待终止)  
　　例如：  
　　\[root@opendigest root\]\# uptime  
　　7:51pm up 2 days, 5:43, 2 users, load average: 8.13, 5.90, 4.94  
　　命令输出的最后内容表示在过去的1、5、15分钟内运行队列中的平均进程数量。  
　 　**一般来说只要每个CPU的当前活动进程数不大于3那么系统的性能就是良好的，如果每个CPU的任务数大于5，那么就表示这台机器的性能有严重问题。对于 上面的例子来说，假设系统有两个CPU，那么其每个CPU的当前任务数为：8.13/2=4.065。这表示该系统的性能是可以接受的。**  
  
二、Load average的算法  
上面的输出数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数，然后根据这个数值算出来的。如果这个数除以CPU的数目，结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。其算法(摘自Linux 2.4的内核代码)如下：  
文件: include/linux/sched.h:  
\#define FSHIFT 11 /\* nr of bits of precision \*/  
\#define FIXED\_1 (1<\#define LOAD\_FREQ (5\*HZ) /\* 5 sec intervals \*/  
\#define EXP\_1 1884 /\* 1/exp(5sec/1min) as fixed-point, 2048/pow(exp(1), 5.0/60) \*/  
\#define EXP\_5 2014 /\* 1/exp(5sec/5min), 2048/pow(exp(1), 5.0/300) \*/  
\#define EXP\_15 2037 /\* 1/exp(5sec/15min), 2048/pow(exp(1), 5.0/900) \*/  
\#define CALC\_LOAD(load,exp,n) \\  
load \*= exp; \\  
load = n\*(FIXED\_1-exp); \\  
load >>= FSHIFT;  
/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/  
文件: kernel/timer.c:  
unsigned long avenrun\[3\];  
static inline void calc\_load(unsigned long ticks)  
\{   
unsigned long active\_tasks; /\* fixed-point \*/  
static int count = LOAD\_FREQ;  
count -= ticks;  
if (count < 0) \{   
count = LOAD\_FREQ;  
active\_tasks = count\_active\_tasks();  
CALC\_LOAD(avenrun\[0\], EXP\_1, active\_tasks);  
CALC\_LOAD(avenrun\[1\], EXP\_5, active\_tasks);  
CALC\_LOAD(avenrun\[2\], EXP\_15, active\_tasks);  
\}  
\}  
/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/  
文件: fs/proc/proc\_misc.c:  
\#define LOAD\_INT(x) ((x) >> FSHIFT)  
\#define LOAD\_FRAC(x) LOAD\_INT(((x) & (FIXED\_1-1)) \* 100)  
  
static int loadavg\_read\_proc(char \*page, char \*\*start, off\_t off,  
int count, int \*eof, void \*data)  
\{   
int a, b, c;  
int len;  
a = avenrun\[0\] (FIXED\_1/200);  
b = avenrun\[1\] (FIXED\_1/200);  
c = avenrun\[2\] (FIXED\_1/200);  
len = sprintf(page,"%d.d %d.d %d.d %ld/%d %d ",  
LOAD\_INT(a), LOAD\_FRAC(a),  
LOAD\_INT(b), LOAD\_FRAC(b),  
LOAD\_INT(c), LOAD\_FRAC(c),  
nr\_running(), nr\_threads, last\_pid);  
return proc\_calc\_metrics(page, start, off, count, eof, len);  
\}  
  
三、/proc/loadavg 各项数据的含义  
/proc文件系统是一个虚拟的文件系统，不占用磁盘空间，它反映了当前操作系统在内存中的运行情况，查看/proc下的文件可以聊寄到系统的运行状态。查看系统平均负载使用“cat /proc/loadavg”命令，输出结果如下：  
0.27 0.36 0.37 4/83 4828/  
前三个数字大家都知道，是1、5、15分钟内的平均进程数（有人认为是系统负荷的百分比，其实不然，有些时候可以看到200甚至更多）。后面两个呢，一个的分子是正在运行的进程数，分母是进程总数；另一个是最近运行的进程ID号。  
  
四、查看系统平均负载的常用命令  
1、cat /proc/loadavg  
  
2、uptime  
名称： uptime  
使用权限： 所有使用者  
使用方式： uptime \[-V\]  
说明： uptime 提供使用者下面的资讯，不需其他参数：  
现在的时间 系统开机运转到现在经过的时间 连线的使用者数量 最近一分钟，五分钟和十五分钟的系统负载  
参数： -V 显示版本资讯。  
范例： uptime  
其结果为：  
10:41am up 5 days, 10 min, 1 users, load average: 0.00, 0.00, 1.99  
  
3、w  
功能说明：显示目前登入系统的用户信息。  
语　　法：w \[-fhlsuV\]\[用户名称\]  
补充说明：执行这项指令可得知目前登入系统的用户有那些人，以及他们正在执行的程序。单独执行w  
指令会显示所有的用户，您也可指定用户名称，仅显示某位用户的相关信息。  
参　　数：  
\-f 　开启或关闭显示用户从何处登入系统。  
\-h 　不显示各栏位的标题信息列。  
\-l 　使用详细格式列表，此为预设值。  
\-s 　使用简洁格式列表，不显示用户登入时间，终端机阶段作业和程序所耗费的CPU时间。  
\-u 　忽略执行程序的名称，以及该程序耗费CPU时间的信息。  
\-V 　显示版本信息。  
4、top  
功能说明：显示，管理执行中的程序。  
语　　法：top \[bciqsS\]\[d <间隔秒数>\]\[n <执行次数>\]  
补充说明：执行top指令可显示目前正在系统中执行的程序，并通过它所提供的互动式界面，用热键加以管理。  
参　　数：  
　b 　使用批处理模式。  
　c 　列出程序时，显示每个程序的完整指令，包括指令名称，路径和参数等相关信息。  
　d<间隔秒数> 　设置top监控程序执行状况的间隔时间，单位以秒计算。  
　i 　执行top指令时，忽略闲置或是已成为Zombie的程序。  
　n<执行次数> 　设置监控信息的更新次数。  
　q 　持续监控程序执行的状况。  
　s 　使用保密模式，消除互动模式下的潜在危机。  
　S 　使用累计模式，其效果类似ps指令的"-S"参数。  
  
5、tload  
功能说明：显示系统负载状况。  
语　　法：tload \[-V\]\[-d <间隔秒数>\]\[-s <刻度大小>\]\[终端机编号\]  
补充说明：tload指令使用ASCII字符简单地以文字模式显示系统负载状态。假设不给予终端机编号，则会在执行tload指令的终端机显示负载情形。  
参　　数：  
　-d<间隔秒数> 　设置tload检测系统负载的间隔时间，单位以秒计算。  
　-s<刻度大小> 　设置图表的垂直刻度大小，单位以列计算。  
　-V 　显示版本信息。  
上面的知识希望能对你有所收获。