CPU负载和CPU利用率浅析

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CPU利用率是指CPU工作时间占总时间的比重，公式如下：

     Utilization= work_time/total_time,

     其中，total_time=work_time+idle_ime. 可见，总时间由一段连续时间内的CPU工作时间长度和CPU空闲时间长度组成。

举个简单例子，在单处理器中，线程1,先工作10ms，线程2再工作30ms，之后CPU空闲60ms。则此100ms时间段内，CPU的利用率就是40%，

CPU平均负载（load average）是指某段时间内占用cpu时间的进程和等待cpu时间的进程数，这里等待cpu时间的进程是指等待被唤醒的进程，不包括处于wait状态进程。

在Linux中，可通过top命令查看系统负载情况，如下：

root@B-OPS-9-3:~# top
top – 15:42:46 up 22 days, 21:54,  2 users,  load average: 8.01, 5.70, 5.22
Tasks: 903 total,   1 running, 893 sleeping,   9 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  9.0 us,  3.9 sy,  0.0 ni, 87.1 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem:  +total, +used, free,   buffers
KiB Swap: +total,   used, +free. cached Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                                                                                                   
  813 42439     20   0 29.797g 0.012t   5368 S  45.9  9.5  12424:57 beam.smp                                                                                                                  
28238 root      20   0  25876 S  13.9  0.2   3909:42 qemu-system-x86                                                                                                           
64792 root      20   0  26016 S  13.9  0.2   3788:20 qemu-system-x86  

CPU利用率和负载是CPU两个方面的刻画，高利用率不一定高负载，负载只与进程数目有关。因此，在刻画CPU繁忙程度的时候，可把两者结合。

CPU负载-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。

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。

对于我的机器，有24个core，那么，load多少合适呢？

 #grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l 24

答案是：

 #echo "0.7*24" |bc 16.8

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。

参考文献：https://www.cnblogs.com/muahao/p/6492665.html