理解Linux系统负荷（cpu load）

一、查看系统负荷

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在Linux系统中，我们一般使用 uptime命令 查看（ w命令 和 top命令 也行）。（另外，它们在苹果公司的Mac电脑上也适用。）

你在终端窗口键入uptime，系统会返回一行信息。

这行信息的后半部分，显示 "load average"， 它的意思是 "系统的平均负荷" ，里面有三个数字，我们可以从中判断系统负荷是大还是小。它们的意思 分别是1分钟、5分钟、15分钟内系统的平均负荷。当CPU完全空闲的时候，平均负荷为0；当CPU工作量饱和的时候，平均负荷为1。 那么很显然， "load average"的值越低，比如等于0.2或0.3，就说明电脑的工作量越小，系统负荷比较轻。

二. 判断系统负荷是否过重，必须理解load average的真正含义

首先，假设最简单的情况，你的电脑只有一个CPU，所有的运算都必须由这个CPU来完成

如果CPU每分钟最多处理100个进程，那么系统负荷0.2，意味着CPU在这1分钟里只处理20个进程；系统负荷1.0，意味着CPU在这1分钟里正好处理100个进程；系统负荷1.7，意味着除了CPU正在处理的100个进程以外，还有70个进程正排队等着CPU处理。

为了电脑顺畅运行，系统负荷最好不要超过1.0，这样就没有进程需要等待了，所有进程都能第一时间得到处理。很显然，1.0是一个关键值，超过这个值，系统就不在最佳状态了，你要动手干预了。

三、系统负荷的经验法则

1.0是系统负荷的理想值吗？

不一定，系统管理员往往会留一点余地，当这个值达到0.7，就应当引起注意了。经验法则是这样的：

当系统负荷持续大于0.7，你必须开始调查了，问题出在哪里，防止情况恶化。

当系统负荷持续大于1.0，你必须动手寻找解决办法，把这个值降下来。

当系统负荷达到5.0，就表明你的系统有很严重的问题，长时间没有响应，或者接近死机了。你不应该让系统达到这个值。

四、多处理器

如果你的电脑装了2个CPU，会发生什么情况呢？

2个CPU，意味着电脑的处理能力翻了一倍，能够同时处理的进程数量也翻了一倍。

2个CPU表明系统负荷可以达到2.0，此时每个CPU都达到100%的工作量。推广开来， n个CPU的电脑，可接受的系统负荷最大为n.0 。

五、多核处理器

芯片厂商往往在 一个CPU内部，包含多个CPU核心 ，这被称为 多核CPU 。

在系统负荷方面，多核CPU与多CPU效果类似，所以考虑系统负荷的时候，必须 考虑这台电脑有几个CPU、每个CPU有几个核心 。然后， 把系统负荷除以总的核心数，只要每个核心的负荷不超过1.0 ，就表明电脑正常运行。

怎么知道电脑有多少个CPU核心呢？

"cat /proc/cpuinfo"命令，可以查看CPU信息。"grep -c 'model name' /proc/cpuinfo"命令，直接返回CPU的总核心数。

六、最佳观察时长

最后一个问题，"load average"一共返回三个平均值----1分钟系统负荷、5分钟系统负荷，15分钟系统负荷，----应该参考哪个值？

如果只有1分钟的系统负荷大于1.0，其他两个时间段都小于1.0，这表明只是暂时现象，问题不大。

如果15分钟内，平均系统负荷大于1.0（调整CPU核心数之后），表明问题持续存在，不是暂时现象。所以，你应该主要观察"15分钟系统负荷"，将它作为电脑正常运行的指标。

LINUX下查看CPU负载的所有命令

$ vmstat

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st

1 4 329796 26040 4528 3379824 1 1 50 160 36 17 2 10 85 3 0

procs

r 列表示运行和等待cpu时间片的进程数，如果长期大于1，说明cpu不足，需要增加cpu。

b 列表示在等待资源的进程数，比如正在等待I/O、或者内存交换等。

cpu 表示cpu的使用状态

us 列显示了用户方式下所花费 CPU 时间的百分比。us的值比较高时，说明用户进程消耗的cpu时间多，但是如果长期大于50%，需要考虑优化用户的程序。

sy 列显示了内核进程所花费的cpu时间的百分比。这里us + sy的参考值为80%，如果us+sy 大于 80%说明可能存在CPU不足。

wa 列显示了IO等待所占用的CPU时间的百分比。这里wa的参考值为30%，如果wa超过30%，说明IO等待严重，这可能是磁盘大量随机访问造成的，也可能磁盘或者磁盘访问控制器的带宽瓶颈造成的(主要是块操作)。

id 列显示了cpu处在空闲状态的时间百分比

system 显示采集间隔内发生的中断数

in 列表示在某一时间间隔中观测到的每秒设备中断数。

cs列表示每秒产生的上下文切换次数，如当 cs 比磁盘 I/O 和网络信息包速率高得多，都应进行进一步调查。

memory

swpd 切换到内存交换区的内存数量(k表示)。如果swpd的值不为0，或者比较大，比如超过了100m，只要si、so的值长期为0，系统性能还是正常

free 当前的空闲页面列表中内存数量(k表示)

buff 作为buffer cache的内存数量，一般对块设备的读写才需要缓冲。

cache: 作为page cache的内存数量，一般作为文件系统的cache，如果cache较大，说明用到cache的文件较多，如果此时IO中bi比较小，说明文件系统效率比较好。

swap

si 由内存进入内存交换区数量。

so由内存交换区进入内存数量。

IO

bi 从块设备读入数据的总量（读磁盘）（每秒kb）。

bo 块设备写入数据的总量（写磁盘）（每秒kb）

这里我们设置的bi+bo参考值为1000，如果超过1000，而且wa值较大应该考虑均衡磁盘负载，可以结合iostat输出来分析。

Linux系统下怎么查看应用CPU、内存、负载？

Linux 系统中―/proc‖是个伪文件目录,不占用系统空间，及时的反应出内存现在使用的进程情况......其中许多文件都保存系统运行状态和相关信息对于―/proc‖中文件可使用文件查看命令浏览其内容，文件中包含系统特定信息：

cpuinfo 主机CPU 信息

filesystems 文件系统信息

meninfo 主机内存信息

version Linux 内存版本信息

diskstatus 磁盘负载情况

另外top 命令可以动态的显示当前系统进程用户的使用情况,而且是动态的显示出来，尤其是在该命令显示出来的对上方对系统的情况进行汇总.

free 命令呢可以查看真实使用的内存 一般用free -m

使用lsof 、ps -aux 可以查看详细的每个进程的使用状况

dmesg 也是常用来查看系统性能的命令

如何用九条命令在一分钟内检查Linux服务器性能

一、uptime命令

这个命令可以快速查看机器的负载情况。在Linux系统中，这些数据表示等待CPU资源的进程和阻塞在不可中断IO进程（进程状态为D）的数量。这些数据可以让我们对系统资源使用有一个宏观的了解。

命令的输出分别表示1分钟、5分钟、15分钟的平均负载情况。通过这三个数据，可以了解服务器负载是在趋于紧张还是趋于缓解。如果1分钟平均负载很高，而15分钟平均负载很低，说明服务器正在命令高负载情况，需要进一步排查CPU资源都消耗在了哪里。反之，如果15分钟平均负载很高，1分钟平均负载较低，则有可能是CPU资源紧张时刻已经过去。

上面例子中的输出，可以看见最近1分钟的平均负载非常高，且远高于最近15分钟负载，因此我们需要继续排查当前系统中有什么进程消耗了大量的资源。可以通过下文将会介绍的vmstat、mpstat等命令进一步排查。

二、dmesg命令

该命令会输出系统日志的最后10行。示例中的输出，可以看见一次内核的oom kill和一次TCP丢包。这些日志可以帮助排查性能问题。千万不要忘了这一步。

三、vmstat命令

vmstat(8) 命令，每行会输出一些系统核心指标，这些指标可以让我们更详细的了解系统状态。后面跟的参数1，表示每秒输出一次统计信息，表头提示了每一列的含义，这几介绍一些和性能调优相关的列：

r：等待在CPU资源的进程数。这个数据比平均负载更加能够体现CPU负载情况，数据中不包含等待IO的进程。如果这个数值大于机器CPU核数，那么机器的CPU资源已经饱和。

free：系统可用内存数（以千字节为单位），如果剩余内存不足，也会导致系统性能问题。下文介绍到的free命令，可以更详细的了解系统内存的使用情况。

si，so：交换区写入和读取的数量。如果这个数据不为0，说明系统已经在使用交换区（swap），机器物理内存已经不足。

us, sy, id, wa, st：这些都代表了CPU时间的消耗，它们分别表示用户时间（user）、系统（内核）时间（sys）、空闲时间（idle）、IO等待时间（wait）和被偷走的时间（stolen，一般被其他虚拟机消耗）。

上述这些CPU时间，可以让我们很快了解CPU是否出于繁忙状态。一般情况下，如果用户时间和系统时间相加非常大，CPU出于忙于执行指令。如果IO等待时间很长，那么系统的瓶颈可能在磁盘IO。

示例命令的输出可以看见，大量CPU时间消耗在用户态，也就是用户应用程序消耗了CPU时间。这不一定是性能问题，需要结合r队列，一起分析。

四、mpstat命令

该命令可以显示每个CPU的占用情况，如果有一个CPU占用率特别高，那么有可能是一个单线程应用程序引起的。

五、pidstat命令

pidstat命令输出进程的CPU占用率，该命令会持续输出，并且不会覆盖之前的数据，可以方便观察系统动态。如上的输出，可以看见两个JAVA进程占用了将近1600%的CPU时间，既消耗了大约16个CPU核心的运算资源。

六、iostat命令

r/s, w/s, rkB/s, wkB/s：分别表示每秒读写次数和每秒读写数据量（千字节）。读写量过大，可能会引起性能问题。

await：IO操作的平均等待时间，单位是毫秒。这是应用程序在和磁盘交互时，需要消耗的时间，包括IO等待和实际操作的耗时。如果这个数值过大，可能是硬件设备遇到了瓶颈或者出现故障。

avgqu-sz：向设备发出的请求平均数量。如果这个数值大于1，可能是硬件设备已经饱和（部分前端硬件设备支持并行写入）。

%util：设备利用率。这个数值表示设备的繁忙程度，经验值是如果超过60，可能会影响IO性能（可以参照IO操作平均等待时间）。如果到达100%，说明硬件设备已经饱和。

如果显示的是逻辑设备的数据，那么设备利用率不代表后端实际的硬件设备已经饱和。值得注意的是，即使IO性能不理想，也不一定意味这应用程序性能会不好，可以利用诸如预读取、写缓存等策略提升应用性能。

七、free命令

free命令可以查看系统内存的使用情况，-m参数表示按照兆字节展示。最后两列分别表示用于IO缓存的内存数，和用于文件系统页缓存的内存数。需要注意的是，第二行-/+ buffers/cache，看上去缓存占用了大量内存空间。

这是Linux系统的内存使用策略，尽可能的利用内存，如果应用程序需要内存，这部分内存会立即被回收并分配给应用程序。因此，这部分内存一般也被当成是可用内存。

如果可用内存非常少，系统可能会动用交换区（如果配置了的话），这样会增加IO开销（可以在iostat命令中提现），降低系统性能。

八、sar命令

sar命令在这里可以查看网络设备的吞吐率。在排查性能问题时，可以通过网络设备的吞吐量，判断网络设备是否已经饱和。如示例输出中，eth0网卡设备，吞吐率大概在22 Mbytes/s，既176 Mbits/sec，没有达到1Gbit/sec的硬件上限。

sar命令在这里用于查看TCP连接状态，其中包括：

active/s：每秒本地发起的TCP连接数，既通过connect调用创建的TCP连接；

passive/s：每秒远程发起的TCP连接数，即通过accept调用创建的TCP连接；

retrans/s：每秒TCP重传数量；

TCP连接数可以用来判断性能问题是否由于建立了过多的连接，进一步可以判断是主动发起的连接，还是被动接受的连接。TCP重传可能是因为网络环境恶劣，或者服务器压

九、top命令

top命令包含了前面好几个命令的检查的内容。比如系统负载情况（uptime）、系统内存使用情况（free）、系统CPU使用情况（vmstat）等。因此通过这个命令，可以相对全面的查看系统负载的来源。同时，top命令支持排序，可以按照不同的列排序，方便查找出诸如内存占用最多的进程、CPU占用率最高的进程等。

但是，top命令相对于前面一些命令，输出是一个瞬间值，如果不持续盯着，可能会错过一些线索。这时可能需要暂停top命令刷新，来记录和比对数据。