利用率与负载

2018/05/27 14:24
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CPU利用率与Load Average的区别?

CPU利用率,是对一个时间段内CPU使用状况的统计,通过这个指标可以看出在某一个时间段内CPU被占用的情况,如果CPU被占用时间很高,那么就需要考虑CPU是否已经处于超负荷运作,长期超负荷运作对于机器本身来说是一种损害,因此必须将CPU的利用率控制在一定的比例下,以保证机器的正常运作。

Load Average是 CPU的Load,它所包含的信息不是CPU的使用率状况,而是在一段时间内CPU正在处理以及等待CPU处理的进程数之和的统计信息,也就是CPU使用队列的长度的统计信息。

那么CPU利用率与Load Average对于性能测试的意义有什么区别呢?实际上,CPU利用率反映的是CPU被使用的情况,当CPU长期处于被使用而没有得到足够的时间休息间歇,那么对于CPU硬件来说是一种超负荷的运作,需要调整使用频度。而Load Average却从另一个角度来展现对于CPU使用状态的描述,Load Average越高说明对于CPU资源的竞争越激烈,CPU资源比较短缺。对于资源的申请和维护其实也是需要很大的成本,所以在这种高Average Load的情况下CPU资源的长期“热竞争”也是对于硬件的一种损害。

如何评估性能需求中合理的Load Average?

一般来说,Load Average是与机器内核数有关的。以一个单核的机器为例,load=0.5表示CPU还有一半的资源可以处理其他的线程请求,load=1表示CPU所有的资源都在处理请求,没有剩余的资源可以利用了,而load=2则表示CPU已经超负荷运作,另外还有一倍的线程正在等待处理。所以,对于单核机器来说,理想状态下,Load Average要小于1。同理,对于双核处理器来说,Load Average要小于2。结论是:多核处理器中,你的Load Average不应该高于处理器核心的总数量。

不同核处理器之间的load值怎样换算?

性能测试中可能遇到这样的问题,你的线上机器是8核的,但是线下性能测试机只有4核的与16核的,那么我用16核机器测试得到的load值是2.6,换算到8核机器上应该是多少呢?

很不幸,没有一个准确的公式可以用来换算。但是我们可以根据load的含义来做一个推断,假如我们在一个双核的机器上测试100个线程并发访问X页面时load为2,那么同样的并发线程数请求同样的页面,在一台单核的机器上测试,load会是多少呢?在双核机器上,100线程同时请求时load为2,说明2个核都在满负荷运作,且平均每一个核在同时处理50个线程;如果在单核机器上100个线程同时请求,并且假设每一个核还是能同时处理50个线程,那么就会有50个线程在等待,这样看起来CPU的load还是2,但事实上,100个线程同时请求CPU时,已经超出了一个CPU可以同时处理的线程的能力,必然会出现线程之间竞争CPU资源的情况,而线程对CPU的“热竞争”会使CPU耗费更多的资源去做线程调度的事情,所以总体效果来看,单核时load值实际会高于2。

上面是我自己的推论,网上还没有找到相应的资料验证。假如这种推论是对的,那么16核机器上测试得到的load为2.6,在8核机器上测试的话load值肯定高于2.6。究竟高多少应该跟CPU本身的性能也是有关的,具体我还不清楚该如何评估。有兴趣的同学可以一起来讨论讨论哦!

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