Poznaj średnie obciążenie systemu Linux i monitoruj wydajność systemu Linux
W tym artykule wyjaśnimy jedno z najważniejszych zadań administracyjnych systemu Linux – monitorowanie wydajności w odniesieniu do obciążenia systemu/procesora i średniego obciążenia.
Zanim przejdziemy dalej, zrozummy te dwa ważne wyrażenia we wszystkich systemach uniksowych:
- Obciążenie systemu/obciążenie procesora – jest miarą nadmiernego lub niedostatecznego wykorzystania procesora w systemie Linux; liczba procesów wykonywanych przez procesor lub znajdujących się w stanie oczekiwania.
- Średnie obciążenie – to średnie obciążenie systemu obliczone w danym okresie 1, 5 i 15 minut.
W Linuksie technicznie uważa się, że średnie obciążenie jest średnią bieżącą procesów w kolejce wykonawczej (jądra) oznaczonych jako działające lub nieprzerywalne.
Pamiętaj, że:
- Wszystkie, jeśli nie większość systemów zasilanych przez Linuksa lub inne systemy podobne do Uniksa, prawdopodobnie pokaże gdzieś użytkownikowi średnie wartości obciążenia.
- Całkowicie bezczynny system Linux może mieć średnie obciążenie równe zero, z wyłączeniem bezczynnego procesu.
- Prawie wszystkie systemy uniksowe zliczają tylko procesy w stanie uruchomionym lub oczekującym. Ale tak nie jest w przypadku Linuksa, obejmuje on procesy w nieprzerwanych stanach uśpienia; te oczekujące na inne zasoby systemowe, takie jak we/wy dysku itp.
Jak monitorować średnie obciążenie systemu Linux
Istnieje wiele sposobów monitorowania średniego obciążenia systemu, w tym czasu pracy, który pokazuje, jak długo system działa, liczbę użytkowników wraz ze średnimi obciążeniami:
uptime
07:13:53 up 8 days, 19 min, 1 user, load average: 1.98, 2.15, 2.21
Liczby odczytywane są od lewej do prawej, a powyższy wynik oznacza, że:
- średnie obciążenie w ciągu ostatniej 1 minuty wynosi 1,98
- średnie obciążenie w ciągu ostatnich 5 minut wynosi 2,15
- średnie obciążenie w ciągu ostatnich 15 minut wynosi 2,21
Wysokie średnie obciążenie oznacza, że system jest przeciążony; wiele procesów czeka na czas procesora.
Odkryjemy to w następnej sekcji w odniesieniu do liczby rdzeni procesora. Dodatkowo możemy również skorzystać z innych dobrze znanych narzędzi, takich jak top i spojrzenia, które wyświetlają w czasie rzeczywistym stan działającego systemu Linux, a także wielu innych narzędzi:
Najwyższe dowództwo
top
top - 12:51:42 up 2:11, 1 user, load average: 1.22, 1.12, 1.26
Tasks: 243 total, 1 running, 242 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 17.4 us, 2.9 sy, 0.3 ni, 74.8 id, 4.6 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 8069036 total, 388060 free, 4381184 used, 3299792 buff/cache
KiB Swap: 3906556 total, 3901876 free, 4680 used. 2807464 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
6265 tecmint 20 0 1244348 170680 83616 S 13.3 2.1 6:47.72 Headset
2301 tecmint 9 -11 640332 13344 9932 S 6.7 0.2 2:18.96 pulseaudio
2459 tecmint 20 0 1707692 315628 62992 S 6.7 3.9 6:55.45 cinnamon
2957 tecmint 20 0 2644644 1.035g 137968 S 6.7 13.5 50:11.13 firefox
3208 tecmint 20 0 507060 52136 33152 S 6.7 0.6 0:04.34 gnome-terminal-
3272 tecmint 20 0 1521380 391324 178348 S 6.7 4.8 6:21.01 chrome
6220 tecmint 20 0 1595392 106964 76836 S 6.7 1.3 3:31.94 Headset
1 root 20 0 120056 6204 3964 S 0.0 0.1 0:01.83 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.10 ksoftirqd/0
5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H
....
Narzędzie Spojrzenia
glances
TecMint (LinuxMint 18 64bit / Linux 4.4.0-21-generic) Uptime: 2:16:06
CPU 16.4% nice: 0.1% LOAD 4-core MEM 60.5% active: 4.90G SWAP 0.1%
user: 10.2% irq: 0.0% 1 min: 1.20 total: 7.70G inactive: 2.07G total: 3.73G
system: 3.4% iowait: 2.7% 5 min: 1.16 used: 4.66G buffers: 242M used: 4.57M
idle: 83.6% steal: 0.0% 15 min: 1.24 free: 3.04G cached: 2.58G free: 3.72G
NETWORK Rx/s Tx/s TASKS 253 (883 thr), 1 run, 252 slp, 0 oth sorted automatically by cpu_percent, flat view
enp1s0 525Kb 31Kb
lo 2Kb 2Kb CPU% MEM% VIRT RES PID USER NI S TIME+ IOR/s IOW/s Command
wlp2s0 0b 0b 14.6 13.3 2.53G 1.03G 2957 tecmint 0 S 51:49.10 0 40K /usr/lib/firefox/firefox
7.4 2.2 1.16G 176M 6265 tecmint 0 S 7:08.18 0 0 /usr/lib/Headset/Headset --type=renderer --no-sandbox --primordial-pipe-token=879B36514C6BEDB183D3E4142774D1DF --lan
DISK I/O R/s W/s 4.9 3.9 1.63G 310M 2459 tecmint 0 R 7:12.18 0 0 cinnamon --replace
ram0 0 0 4.2 0.2 625M 13.0M 2301 tecmint -11 S 2:29.72 0 0 /usr/bin/pulseaudio --start --log-target=syslog
ram1 0 0 4.2 1.3 1.52G 105M 6220 tecmint 0 S 3:42.64 0 0 /usr/lib/Headset/Headset
ram10 0 0 2.9 0.8 409M 66.7M 6240 tecmint 0 S 2:40.44 0 0 /usr/lib/Headset/Headset --type=gpu-process --no-sandbox --supports-dual-gpus=false --gpu-driver-bug-workarounds=7,2
ram11 0 0 2.9 1.8 531M 142M 1690 root 0 S 6:03.79 0 0 /usr/lib/xorg/Xorg :0 -audit 0 -auth /var/lib/mdm/:0.Xauth -nolisten tcp vt8
ram12 0 0 2.6 0.3 79.3M 23.8M 9651 tecmint 0 R 0:00.71 0 0 /usr/bin/python3 /usr/bin/glances
ram13 0 0 1.6 4.8 1.45G 382M 3272 tecmint 0 S 6:25.30 0 4K /opt/google/chrome/chrome
...
Średnie obciążenie wyświetlane przez te narzędzia jest odczytywane z pliku /proc/loadavg, który można wyświetlić za pomocą polecenia cat w następujący sposób:
cat /proc/loadavg
2.48 1.69 1.42 5/889 10570
Aby monitorować średnie obciążenie w formie wykresu, sprawdź: ttyload – pokazuje kolorowy wykres średniego obciążenia Linuksa w terminalu
Na komputerach stacjonarnych dostępne są narzędzia graficznego interfejsu użytkownika, za pomocą których możemy wyświetlić średnie obciążenie systemu.
Zrozumienie średniego obciążenia systemu w relacji liczba procesorów
Nie jesteśmy w stanie wyjaśnić obciążenia systemu ani jego wydajności bez rzucenia światła na wpływ liczby rdzeni procesora na wydajność.
Wieloprocesor kontra wielordzeniowy
- Wieloprocesorowy – ma miejsce, gdy dwa lub więcej fizycznych procesorów jest zintegrowanych w jednym systemie komputerowym.
- Procesor wielordzeniowy – to pojedynczy fizyczny procesor, który ma co najmniej dwa lub więcej oddzielnych rdzeni (lub to, co możemy również nazwać jednostkami przetwarzającymi), które działają równolegle. Oznacza to, że dwurdzeniowy ma 2 dwie jednostki przetwarzające, czterordzeniowy ma 4 jednostki przetwarzające i tak dalej.
Co więcej, istnieje również technologia procesorowa, wprowadzona po raz pierwszy przez firmę Intel w celu usprawnienia obliczeń równoległych, zwana hiperwątkowością.
W przypadku hiperwątkowości pojedynczy fizyczny rdzeń procesora pojawia się jako dwa logiczne rdzenie procesora w systemie operacyjnym (ale w rzeczywistości istnieje jeden fizyczny komponent sprzętowy).
Należy pamiętać, że pojedynczy rdzeń procesora może wykonywać tylko jedno zadanie na raz, dlatego powołano do życia technologie takie jak wiele procesorów/procesorów, procesory wielordzeniowe i hiperwątkowość.
W przypadku więcej niż jednego procesora można jednocześnie wykonywać kilka programów. Współczesne procesory Intel wykorzystują kombinację zarówno wielu rdzeni, jak i technologii hiperwątkowości.
Aby znaleźć liczbę jednostek przetwarzających dostępnych w systemie, możemy użyć poleceń nproc lub lscpu w następujący sposób:
nproc
4
OR
lscpu
Inny sposób znalezienia liczby jednostek przetwarzających za pomocą polecenia grep, jak pokazano.
grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
4
Teraz, aby lepiej zrozumieć obciążenie systemu, przyjmiemy kilka założeń. Załóżmy, że mamy poniżej średnie obciążenie:
23:16:49 up 10:49, 5 user, load average: 1.00, 0.40, 3.35
W systemie jednordzeniowym oznaczałoby to:
- Procesor był średnio w pełni (100%) wykorzystany; W ciągu ostatniej minuty na procesorze działał 1 proces (1.00).
- Procesor był bezczynny średnio o 60%; żaden proces nie czekał na czas procesora (0,40) w ciągu ostatnich 5 minut.
- Procesor był przeciążony średnio o 235%; W ciągu ostatnich 15 minut na czas procesora (3,35) czekało 2,35 procesów.
W systemie dwurdzeniowym oznaczałoby to:
- Jeden procesor był średnio w 100% bezczynny, jeden procesor był używany; żaden proces nie czekał na czas procesora (1,00) w ciągu ostatniej 1 minuty.
- Procesory były bezczynne średnio o 160%; żaden proces nie czekał na czas procesora. (0,40) w ciągu ostatnich 5 minut.
- Procesory były przeciążone średnio o 135%; 1,35 procesów czekało na czas procesora. (3,35) w ciągu ostatnich 15 minut.
Może ci się spodobać również:
- 20 narzędzi wiersza poleceń do monitorowania wydajności systemu Linux – część 1
- 13 Narzędzia do monitorowania wydajności systemu Linux – część 2
- Perf – narzędzie do monitorowania i analizy wydajności dla systemu Linux
- Nmon: analizuj i monitoruj wydajność systemu Linux
Podsumowując, jeśli jesteś administratorem systemu, naprawdę należy się martwić średnim obciążeniem. Gdy są wysokie, powyżej liczby rdzeni procesora, oznacza to duże zapotrzebowanie na procesory, a średnie obciążenie przy niskim obciążeniu poniżej liczby rdzeni procesora mówi nam, że procesory są niedostatecznie wykorzystywane.