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知识点:关于Linux服务器的CPU介绍

发布时间:2019年03月13日 作者: 来源:互联网

  对于服务器的Cpu,相信很多人都是听说过,但是没有什么了解,但可以肯定的是Cpu性能越好就越好用的。下面介绍一些关于Linux服务器的CPU的基础知识。


  CPU这一名词对大家来说并不陌生,其中文名称叫中央处理器,在物理结构上,CPU主要包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。而我们日常生活中比较容易接触到的CPU便是手机和PC设备了。


知识点:关于Linux服务器的CPU介绍


  一、关于Linux服务器的CPU介绍


  1.内核中的时间


  HZ是系统时钟在一秒内固定发出时钟中断的次数。HZ在编译内核前是可以进行配置的,因此通过下述命令就可以查看当前系统的时钟中断频率:cat /boot/config-`uname -r` | grep CONFIG_HZ


  tick为系统时钟每“滴答“一次的时间,其值为(1/HZ)秒。也就是连续两次时钟中断之间的时间间隔。


  jiffies用来计算自系统启动以来tick的次数,也就是说系统时钟每产生一次时钟中断,该变量的值就增加一次。


  2.CPU时间组成


  CPU的工作时间由三部分组成:用户态时间、系统态时间和空闲态时间。具体的组成为:


  CPU时间包含User time、System time、Nice time、Idle time、Waiting time、Hardirq time、Softirq time、Steal time


  空闲态时间==idle time


  用户态时间==user time+ Nice time。


  内核态时间==system time+ Hardirq time+ Softirq time。


  user time。指CPU在用户态执行进程的时间。


  system time。指CPU在内核运行的时间。


  nice time。指系统花费在调整进程优先级上的时间。


  idle time。系统处于空闲期,等待进程运行。


  waiting time。指CPU花费在等待I/O操作上的总时间,与ed相似。


  steal time。指当前CPU被强制(involuntary wait )等待另外虚拟的CPU处理完毕时花费的时间,此时 hypervisor 在为另一个虚拟处理器服务。


  Softirq time 、Hardirq time。分别对应系统在处理软硬中断时候所花费的CPU时间。


  3.User mode CPU utilization


  %usr。显示了用户方式下所花费CPU时间的百分比,用户使用CPU的进程包括:cpu运行常规用户进程,cpu运行niced process,cpu运行实时进程。一个进程可以在用户方式下执行,也可以在系统(内核)方式下执行,当一个进程在内核代码中运行时,我们称其处于内核态;当一个进程正在执行用户自己的代码时,我们称其处于用户态,在用户方式下执行时,进程在它自己的应用代码中执行,不需要内核资源来进行计算、管理内存或设置变量


  4.System mode CPU utilization


  显示了系统方式下所花费cpu时间的百分比,包括内核进程(kprocs)和其他需要访问内核资源的进程所消耗的cpu资源,系统使用cpu的进程包括:用于系统调用,用于I/O管理(中断和驱动),用于内存管理(paging and swapping),用于进程管理(context switch and process start),如果一个进程需要内核资源,它必须执行一个系统调用,并由此切换到系统方式从而使该资源可用。


  5.%wa(wait)


  显示了暂挂本地磁盘I/O和NFS加载的磁盘的cpu空闲百分比,是由于进程等待I/O而使cpu处于空闲状态的比率,I/O主要包括: I/O,raw I/O,VM-paging/swapins。如果在wait运行时至少有一个未完成的磁盘I/O,该事件就归为I/O等待时间,对磁盘的I/O请求会导致调用的进程阻塞(或睡眠),直到请求完成为止,一旦进程的I/O请求完成,该进程就放入运行队列中。如果I/O很快完成,该进程可以使用更多的cpu时间。


  6.%id(idle)


  除了上面的WIO以外的空闲情况,显示了没有本地I/O时cpu空闲或等待的时间百分比。如果没有线程可以执行(运行队列为空),系统分派一个叫做wait的线程,可称为idle kproc。如果ps报告显示这个线程的总计时间较高,这表明存在时间段,其中没有其它线程准备在cpu上运行或等待执行。系统因此大部分时间空闲或等待新任务。


  7.r(runq-sz)


  运行进程队列的长度。对于可运行状态的进程个数的大小,这些进程在内存中准备就绪


  二、关于Linux服务器的CPU指标范围


  1.r


  参考值:小于4,队列大于4时,表明系统的cpu或内存可能有问题,如果r经常大于4,且id经常少于40,表示cpu的负荷很重。当队列变长时,队列中进程在等待cpu调度执行时所花的时间会变长。


  2.Id(idle)


  参考值:大于40,如果r经常大于4,且id经常小于40,表示cpu的负荷很重。


  3.User mode CPU utilization+ System mode CPU utilization


  合理值:60-85%,如果在一个多用户系统中us+sy时间超过85%,则进程可能要花时间在运行队列中等待,响应时间和业务吞吐量会受损害;us过大,说明有用户进程占用很多cpu时间,需要进一步的分析其它软硬件因素;sy过大,说明系统管理方面花了很多时间,说明该系统中某个子系统产生了瓶颈,需要进一步分析其它软硬件因素。


  4.Wa(wait)


  参考值:小于25%,超过25%的wa的值可以表示子系统可能没有被正确平衡,也可能是磁盘密集工作负载的结果,系统的磁盘或其它I/o可能有问题,可以通过iostat/SAR C命令进一步分解分析。


  5.判断cpu瓶颈的方法


  很慢的响应时间(slow response time)


  Cpu的空闲时间为零(zero percent idle cpu)


  过高的用户占用cpu时间(high percent user cpu)


  过高的系统占用cpu时间(high percent system cpu)


  长时间的有很长的运行进程队列(large run queue size sustained over time)


  以上介绍了Linux服务器的CPU几点知识,现在服务器的使用越来越广,CPU也随之发展,以满足不断怎么的用户需求,找服务器,CPU也是很关键的。


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