平均负载

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1 uptime

Note：
最后三个数字，依次则是过去1分钟、5分钟、15分钟的平均负载（Load Average）

什么是平均负载

平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数，它和CPU使用率并没有直接关系。所以，它不仅包括了正在使用CPU 的进程，还包括等待 CPU 和等待 I/O 的进程。

• 可运行状态的进程，是指正在使用CPU或者正在等待CPU的进程，也就是常用ps命令看到的，处于R状态（Running 或 Runnable）的进程。
• 不可中断状态的进程则是正处于内核态关键流程中的进程，并且这些流程是不可打断的，比如最常见的是等待硬件设备的I/O响应，也就是在ps命令中看到的D状态（Uninterruptible Sleep，也称为Disk Sleep）的进程。不可中断状态实际上是系统对进程和硬件设备的一种保护机制。

既然平均的是活跃进程数，那么最理想的，就是每个CPU上都刚好运行着一个进程，这样每个CPU都得到了充分利用。比如当平均负载为2时，意味着：

• 在只有2个CPU的系统上，意味着所有的CPU都刚好被完全占用。
• 在4个CPU的系统上，意味着CPU有50%的空闲。
• 而在只有1个CPU的系统中，则意味着有一半的进程竞争不到CPU。

平均负载为多少时合理

平均负载最理想的情况是等于 CPU个数。所以在评判平均负载时，首先要知道系统有几个 CPU

查看CPU个数

1 grep ‘model name‘ /proc/cpuinfo | wc -l

有了CPU 个数，就可以判断出，当平均负载比 CPU 个数还大的时候，系统已经出现了过载。

打个比方，就像初秋时北京的天气，如果只看中午的温度，可能以为还在7月份的大夏天呢。但如果结合了早上、中午、晚上三个时间点的温度来看，基本就可以全方位了解这一天的天气情况了。
同样的，前面说到的CPU的三个负载时间段也是这个道理。

• 如果1分钟、5分钟、15分钟的三个值基本相同，或者相差不大，那就说明系统负载很平稳。
• 但如果1分钟的值远小于15 分钟的值，就说明系统最近1分钟的负载在减少，而过去15分钟内却有很大的负载。
• 反过来，如果1分钟的值远大于 15 分钟的值，就说明最近1分钟的负载在增加，这种增加有可能只是临时性的，也有可能还会持续增加下去，所以就需要持续观察。一旦1分钟的平均负载接近或超过了CPU的个数，就意味着系统正在发生过载的问题，这时就得分析调查是哪里导致的问题，并要想办法优化了。

这里再举个例子，假设在一个单 CPU 系统上看到平均负载为 1.73，0.60，7.98，那么说明在过去 1 分钟内，系统有 73% 的超载，而在15 分钟内，有 698% 的超载，从整体趋势来看，系统的负载在降低。

一般来说，当平均负载高于 CPU 数量70%的时候，就应该分析排查负载高的问题了。一旦负载过高，就可能导致进程响应变慢，进而影响服务的正常功能。
但70%这个数字并不是绝对的，最推荐的方法，还是把系统的平均负载监控起来，然后根据更多的历史数据，判断负载的变化趋势。当发现负载有明显升高趋势时，比如说负载翻倍了，再去做分析和调查。

平均负载和 CPU 使用率 区别

平均负载是指单位时间内，处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数。所以，它不仅包括了正在使用CPU 的进程，还包括等待 CPU 和等待 I/O 的进程。

CPU 使用率，是单位时间内 CPU 繁忙情况的统计，跟平均负载并不一定完全对应。比如：

• CPU 密集型进程，使用大量 CPU 会导致平均负载升高，此时这两者是一致的；
• I/O 密集型进程，等待 I/O 也会导致平均负载升高，但 CPU 使用率不一定很高；
• 大量等待 CPU 的进程调度也会导致平均负载升高，此时的CPU使用率也会比较高。

总结

平均负载提供了一个快速查看系统整体性能的手段，反映了整体的负载情况。但只看平均负载本身，并不能直接发现，到底是哪里出现了瓶颈。所以，在理解平均负载时，也要注意：

• 平均负载高有可能是 CPU 密集型进程导致的；
• 平均负载高并不一定代表 CPU 使用率高，还有可能是 I/O 更繁忙了；
• 当发现负载高的时候，可以使用 mpstat、pidstat 等工具，辅助分析负载的来源。

Reference

https://time.geekbang.org/column/article/69618

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