Linux 性能诊断：单机负载评估
负载诊断流程
观察load average (平均负载)
观察CPU、I/O是否存在瓶颈
从load avgerage等总括性的数据着手，参考CPU使用率和I/O等待时间等具体的数字，从而自顶向下快速排查各进程状态。
概念：什么是负载?
负载可以分为两大部分：CPU负载、I/O 负载 。
load average
依次时过去1分钟，5分钟，15分钟内，单位时间的等待任务数，也就是表示平均有多少任务正处于等待状态。在load average较高的情况下，就说明等待运行的任务较多，因此轮到该任务运行的等待时间就会出现较大延迟，即反映了此时负载较高。
linux内核的进程调度器（Process Scheduler）
负责决定任务运行的优先级，以及让任务等待或使之重新开始等核心工作。调度器划分并管理进程（Process）的状态。例如：
等待分配CPU资源的状态
等待磁盘输入输出完毕的状态
进程描述符的状态
进程状态
PS Stat
说明
TASK_RUNNING
R(Run)
运行状态。只要CPU空闲，随时都可以开始。
TASK_INTERRUPTIBLE
S(Sleep)
可中断的等待状态。例如系统睡眠或来自于用户输入的等待等。
TASK_UNINTERRUPTIBLE
D(Disk Sleep)
不可中断的等待状态。主要为短时间恢复时的等待状态。例如磁盘输入输出的等待
TASK_STOPPED
响应暂停信号而运行中断的状态。直到恢复（Resume）前都不会被调度
TASK_ZOMBIE
Z(Zombie)
僵死状态。虽然子进程已经终止（exit）,但父进程尚未执行wait(),因此该进程的资源没有被系统释放
TASK_RUNNING正在运行
TASK_RUNNING （等待状态，加权换算）
TASK_INTERRUPTIBLE（等待状态，加权换算）
TASK_UNINTERRUPTIBLE（等待状态，不加权换算）
load average 表示“等待进程的平均数”，除了“TASK_RUNNING正在运行”，其它三个都是等待状态。TASK_INTERRUPTIBLE不被换算。即只换算“虽然需要即刻运行处理，但是无论如何都必须等待”。
load average所描述的负载就是：需要运行处理，但又必需等待队列前的进程处理完成的进程个数。具体来说：要么等待授予CPU运行权限，要么等待磁盘I/O完成。
内核函数：kernei/timer.c的calc-load();
调用周期：每次计时器中断（centos为4ms）
CPU 还是 I/O ?
load average的数字只是表示等待的任务数，仅根据load average并不能判断具体是CPU负载高还是I/O负载高。
CPU密集型程序
I/O密集型程序
Sar (System Activity Reporter)
CPU使用率和I/O等待时间都是在不断变化的，可以通过sar 命令来确认这些指标。该工具包含在sysstat软件包内。
输出参数:
%user:用户(一般的应用软件运作模式)CPU资源
%system:系统（内核运作）占用CPU资源
%iowait:I/O等待率。
进程详细
输出参数：
%CPU：该进程的CPU使用率
%memb：物理内存百分比
VSZ、RSS：虚拟／物理内存
STAT：进程状态（非常重要）
TIME：CPU占用时间
SWAP吞吐
输出参数：
pswpin/s:每秒系统换入的页面数
pswpout/s:每秒系统换出的页面数
发生频繁的交换时，服务器的吞吐量性能会大幅下降。
vmstat(Report Virtual Memory Statistics)
实时确认CPU使用率及实际的I/O等待时间
解决方案
优化的真正工作是“找出系统瓶颈并加以解决”，我们所能做的就是“充分发挥硬／软件本来的性能，解决可能存在的问题”。例如，同样是I/O问题，我们可以通过增加内存来缓解，也可以调整调度方案来优化（时间换空间），但是更多的情况是，优化应用程序的I/O算法效果更佳。
最后，重温一句经典格言
别臆断，请监控
扩展阅读：Linux 操作系统
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