什么磁盤慢會(huì)導(dǎo)致Linux負(fù)載飆升

　　Linu_繼承了Uni_以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計(jì)思想，是一個(gè)性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。有用戶發(fā)現(xiàn)磁盤變慢時(shí)候會(huì)導(dǎo)致Linu_負(fù)載飆升，但是不知道什么原因，這篇文章主要介紹了淺談為什么磁盤慢會(huì)導(dǎo)致Linu_負(fù)載飆升，小編覺(jué)得還是挺不錯(cuò)的，具有一定借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下

　　一、CPU利用率和負(fù)載率的區(qū)別

　　這里要區(qū)別CPU負(fù)載和CPU利用率，它們是不同的兩個(gè)概念，但它們的信息可以在同一個(gè)top命令中進(jìn)行顯示。CPU利用率顯示的是程序在運(yùn)行期間實(shí)時(shí)占用的CPU百分比，這是對(duì)一個(gè)時(shí)間段內(nèi)CPU使用狀況的統(tǒng)計(jì)，通過(guò)這個(gè)指標(biāo)可以看出在某一個(gè)時(shí)間段內(nèi)CPU被占用的情況， 如果被占用時(shí)間很高，那么就需要考慮CPU是否已經(jīng)處于超負(fù)荷運(yùn)作。而CPU負(fù)載顯示的是在一段時(shí)間內(nèi)CPU正在處理以及等待CPU處理的進(jìn)程數(shù)之和的統(tǒng)計(jì)信息，也就是CPU使用隊(duì)列的長(zhǎng)度的統(tǒng)計(jì)信息。

　　CPU利用率高并不意味著負(fù)載就一定大，可能這個(gè)任務(wù)是一個(gè)CPU密集型的。一樣CPU低利用率的情況下是否會(huì)有高Load Average的情況產(chǎn)生呢?理解占有時(shí)間和使用時(shí)間就可以知道，當(dāng)CPU分配時(shí)間片以后，是否使用完全取決于使用者，因此完全可能出現(xiàn)低利用率高Load Average的情況。另外IO設(shè)備也可能導(dǎo)致CPU負(fù)載高。

　　由此來(lái)看，僅僅從CPU的使用率來(lái)判斷CPU是否處于一種超負(fù)荷的工作狀態(tài)還是不夠的，必須結(jié)合Load Average來(lái)全局的看CPU的使用情況。網(wǎng)上有個(gè)例子來(lái)說(shuō)明兩者的區(qū)別如下：某公用電話亭，有一個(gè)人在打電話，四個(gè)人在等待，每人限定使用電話一分鐘，若有人一分鐘之內(nèi)沒(méi)有打完電話，只能掛掉電話去排隊(duì)，等待下一輪。電話在這里就相當(dāng)于CPU，而正在或等待打電話的人就相當(dāng)于任務(wù)數(shù)。在電話亭使用過(guò)程中，肯定會(huì)有人打完電話走掉，有人沒(méi)有打完電話而選擇重新排隊(duì)，更會(huì)有新增的人在這兒排隊(duì)，這個(gè)人數(shù)的變化就相當(dāng)于任務(wù)數(shù)的增減。為了統(tǒng)計(jì)平均負(fù)載情況，我們5秒鐘統(tǒng)計(jì)一次人數(shù)，并在第1、5、15分鐘的時(shí)候?qū)y(tǒng)計(jì)情況取平均值，從而形成第1、5、15分鐘的平均負(fù)載。有的人拿起電話就打，一直打完1分鐘，而有的人可能前三十秒在找電話號(hào)碼，或者在猶豫要不要打，后三十秒才真正在打電話。如果把電話看作CPU，人數(shù)看作任務(wù)，我們就說(shuō)前一個(gè)人(任務(wù))的CPU利用率高，后一個(gè)人(任務(wù))的CPU利用率低。當(dāng)然， CPU并不會(huì)在前三十秒工作，后三十秒歇著，CPU是一直在工作。只是說(shuō)，有的程序涉及到大量的計(jì)算，所以CPU利用率就高，而有的程序牽涉到計(jì)算的部分很少，CPU利用率自然就低。但無(wú)論CPU的利用率是高是低，跟后面有多少任務(wù)在排隊(duì)沒(méi)有必然關(guān)系。

　　CPU數(shù)量和CPU核心數(shù)(即內(nèi)核數(shù))都會(huì)影響到CPU負(fù)載，因?yàn)槿蝿?wù)最終是要分配到CPU核心去處理的。兩塊CPU要比一塊CPU好，雙核要比單核好。因此，我們需要記住，除去CPU性能上的差異，CPU負(fù)載是基于內(nèi)核數(shù)來(lái)計(jì)算的，即“有多少內(nèi)核，即有多少負(fù)載”，如單核最好不要超過(guò)100%，也就是負(fù)載為1.00，如此類推。

　　Linu_里有一個(gè)/proc目錄，存放的是當(dāng)前運(yùn)行系統(tǒng)的虛擬映射，其中有一個(gè)文件為cpuinfo，這個(gè)文件里存放著CPU的信息。/proc/cpuinfo文件按邏輯CPU而非真實(shí)CPU分段落顯示信息，每個(gè)邏輯CPU的信息占用一個(gè)段落，第一個(gè)邏輯CPU標(biāo)識(shí)從0開(kāi)始。

　　$ cat /proc/cpuinfo

　　processor : 0

　　vendor_id : GenuineIntel

　　cpu family : 6

　　model : 63

　　model name : Intel(R) _eon(R) CPU E5-2630 v3 @ 2.40GHz

　　stepping : 2

　　microcode : 0_36

　　cpu MHz : 2399.998

　　cache size : 20480 KB

　　physical id : 0

　　siblings : 2

　　core id : 0

　　cpu cores : 2

　　apicid : 0

　　initial apicid : 0

　　fpu : yes

　　fpu_e_ception : yes

　　cpuid level : 15

　　wp : yes

　　flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce c_8 apic sep mtrr ......

　　bogomips : 4799.99

　　clflush size : 64

　　cache_alignment : 64

　　address sizes : 42 bits physical, 48 bits virtual

　　power management:

　　要理解該文件中的CPU信息，有幾個(gè)相關(guān)的概念要知道，如：processor表示邏輯CPU的標(biāo)識(shí)、model name表示真實(shí)CPU的型號(hào)信息、physical id表示真實(shí)CPU和標(biāo)識(shí)、cpu cores表示真實(shí)CPU的內(nèi)核數(shù)等等。

　　邏輯CPU的描述：現(xiàn)在的服務(wù)器一般都使用了“超線程”(Hyper-Threading，簡(jiǎn)稱HT)技術(shù)來(lái)提高CPU的性能。超線程技術(shù)是在一顆CPU同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序而共同分享一顆CPU內(nèi)的資源，理論上要像兩顆CPU一樣在同一時(shí)間執(zhí)行兩個(gè)線程。雖然采用超線程技術(shù)能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)線程，但它并不象兩個(gè)真正的CPU那樣，每各CPU都具有獨(dú)立的資源。當(dāng)兩個(gè)線程都同時(shí)需要某一個(gè)資源時(shí)，其中一個(gè)要暫時(shí)停止，并讓出資源，直到這些資源閑置后才能繼續(xù)。因此超線程的性能并不等于兩顆CPU的性能。具有超線程技術(shù)的CPU還有一些其它方面的限制。

　　二、CPU負(fù)載率的計(jì)算方式

　　Load average的概念源自UNI_系統(tǒng)，雖然各家的公式不盡相同，但都是用于衡量正在使用CPU的進(jìn)行數(shù)量和正在等待CPU的進(jìn)程數(shù)量，一句話就是runable processes的數(shù)量。所以Load average可以作為CPU瓶頸的參考指標(biāo)，如果大于CPU的數(shù)量，說(shuō)明CPU可能不夠用了。

　　但是，在Linu_上有點(diǎn)差異!

　　Linu_上的load average除了包括正在使用CPU的進(jìn)程數(shù)量和正在等待CPU的進(jìn)程數(shù)量之外，還包括uninterruptible sleep的進(jìn)程數(shù)量。通常等待IO設(shè)備、等待網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，進(jìn)程會(huì)處于uninterruptible sleep狀態(tài)。Linu_設(shè)計(jì)者的邏輯是，uninterruptible sleep應(yīng)該都是很短暫的，很快就會(huì)恢復(fù)運(yùn)行，所以被等同于runnable。然而uninterruptible sleep即使再短暫也是sleep，何況現(xiàn)實(shí)世界中uninterruptible sleep未必很短暫，大量的、或長(zhǎng)時(shí)間的uninterruptible sleep通常意味著IO設(shè)備遇到了瓶頸。眾所周知，sleep狀態(tài)的進(jìn)程是不需要CPU的，即使所有的CPU都空閑，正在sleep的進(jìn)程也是運(yùn)行不了的，所以sleep進(jìn)程的數(shù)量絕對(duì)不適合用作衡量CPU負(fù)載的指標(biāo)，Linu_把uninterruptible sleep進(jìn)程算進(jìn)load average的做法直接顛覆了load average的本來(lái)意義。所以在Linu_系統(tǒng)上，load average這個(gè)指標(biāo)基本失去了作用，因?yàn)槟悴恢浪硎裁匆馑?，?dāng)看到load average很高的時(shí)候，你不知道是runnable進(jìn)程太多還是uninterruptible sleep進(jìn)程太多，也就無(wú)法判斷是CPU不夠用還是IO設(shè)備有瓶頸。

　　從另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，也就可以解釋為什么磁盤慢時(shí)(大量磁盤使用時(shí))，CPU負(fù)載會(huì)飆高了?；旧衔遗龅紺PU負(fù)載高的情況就兩種情況：CPU本身處理太多任務(wù)，再加上軟中斷和上下文切換太頻繁導(dǎo)致負(fù)載高;再就是磁盤太慢導(dǎo)致了不可中斷睡眠太多導(dǎo)致CPU負(fù)載高。

　　補(bǔ)充：Linu_基本命令

　?、賚s 意為list 列出當(dāng)前文件夾中的文件

　　-l 顯示文件的屬性 可用ll來(lái)表示

　　②alias 別名 看看是否有別名的文件

　?、踓d dir 跳躍目錄 -P選項(xiàng) 將路徑中的鏈接文件替換成鏈接指向的文件路徑

　　④pwd 查看當(dāng)前工作的文件夾名 使用-P的選項(xiàng)，會(huì)直接進(jìn)入到其中，相當(dāng)于cd

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　　shell腳本不執(zhí)行問(wèn)題：某天研發(fā)某同事找我說(shuō)幫他看看他寫的shell腳本，死活不執(zhí)行，報(bào)錯(cuò)。我看了下，腳本很簡(jiǎn)單，也沒(méi)有常規(guī)性的錯(cuò)誤，報(bào)“:badinterpreter:Nosuchfileordirectory”錯(cuò)?？催@錯(cuò)，我就問(wèn)他是不是在windows下編寫的腳本，然后在上傳到linu_服務(wù)器的……果然。原因：在DOS/windows里，文本文件的換行符為rn，而在_i_系統(tǒng)里則為n，所以DOS/Windows里編輯過(guò)的文本文件到了_i_里，每一行都多了個(gè)^M。解決：

　　1)重新在linu_下編寫腳本;

　　2)vi:%s/r//g:%s/^M//g(^M輸入用Ctrl+v,Ctrl+m)附：sh-_腳本文件名，可以單步執(zhí)行并回顯結(jié)果，有助于排查復(fù)雜腳本問(wèn)題。

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