cpulinux负载

在Linux操作系统中，CPU负载是一个关键指标，用于衡量系统当前的工作负荷和性能状态，以下是对Linux CPU负载的详细解析：

一、CPU负载的概念

CPU负载指的是在某个时间点进程对系统产生的压力，它反映了正在运行和等待CPU资源的进程数量与CPU处理能力之间的关系，当大量进程竞争有限的CPU资源时，CPU负载就会升高。

二、查看CPU负载的命令及输出含义

1、top命令：在终端中输入top命令，会显示一个实时更新的进程列表，其中的第一行显示了系统的CPU负载情况，load average字段中的三个数值分别表示1分钟、5分钟和15分钟的平均负载情况，这些数值是系统调度程序根据过去一段时间内活动的进程数计算得出的。

2、uptime命令：在终端中输入uptime命令，可以得到类似于top命令中load average字段的输出结果，它会显示系统的运行时间以及1分钟、5分钟和15分钟的平均负载情况，平均负载以1分钟、5分钟和15分钟的形式显示。

3、sar命令：sar命令是一个系统性能分析工具，可以查看系统的各项性能指标，包括CPU负载，通过sar -u命令可以查看CPU使用情况，它会显示用户CPU使用率、系统CPU使用率、空闲CPU使用率等详细信息。

4、mpstat命令：mpstat命令用于查看各个CPU的平均负载情况，它的输出结果包括每个CPU的使用率以及平均负载，使用mpstat -P ALL 1命令可以指定查看所有CPU核心的使用情况，并每秒更新一次。

三、CPU负载的计算方法

1、活动任务的确定：只有知道活动任务数量，才能计算CPU负载，活动任务包括了TASK_RUNNING和TASK_UNINTERRUPTIBLE两类任务，包含TASK_UNINTERRUPTIBLE任务的原因是，这类任务经常是在等待I/O请求，将其包含在内也合理。

2、计算公式：Linux内核中采用11位精度的定点化计算来跟踪CPU负载，具体的计算公式较为复杂，涉及到多个参数和指数因子，就是根据活动任务数和之前的时间间隔内的负载值来计算新的负载值。

四、不同负载值的含义

1、单核处理器系统：当load average为0.00时，表示CPU完全空闲；当load average为1.00时，表示CPU正好处于满负荷状态；当load average超过1.00时，表示系统过载，进程需要排队等待CPU时间片。

2、多核处理器系统：对于具有多个处理器或核心的系统，CPU负载值的含义取决于系统中存在的处理器数量，一个具有4个处理器的计算机在达到4.00的负载之前不会以100％使用，在解释由相关命令提供的负载值时，需要考虑系统中存在的逻辑CPU数量。

五、FAQs

1、Q:为什么CPU负载会超过逻辑CPU数量？

A: 在多核处理器系统中，虽然每个核心在同一时刻只能处理一个任务，但进程可能会因为等待I/O操作或其他原因而被挂起，当有大量这样的进程存在时，即使所有CPU核心都在忙碌，仍然会有额外的进程等待执行，从而导致CPU负载超过逻辑CPU数量。

2、Q:如何降低高CPU负载？

A: 可以通过优化代码、减少不必要的进程和服务、调整系统参数等方式来降低CPU负载，可以使用性能分析工具找出占用CPU资源较多的进程并进行优化；或者通过调整进程优先级、限制进程数量等方法来控制CPU使用率。

六、小编有话说

了解和监控Linux系统的CPU负载对于维护系统的稳定性和性能至关重要，通过掌握查看CPU负载的方法和理解其背后的含义，我们可以及时发现潜在的问题并采取相应的措施进行优化，也需要根据实际情况灵活运用各种工具和技术手段来降低CPU负载并提高系统的整体性能。