Linux cpu load per core

CPU Load: когда начинать волноваться?

Данная заметка является переводом статьи из блога компании Scout. В статье дается простое и наглядное объяснение такого понятия, как load average . Статья ориентирована на начинающих Linux-администраторов, но, возможно, будет полезна и более опытным админам. Заинтересовавшимся добро пожаловать под кат.

Вероятно, Вы уже знакомы с понятием load average . Load average — это три числа, отображаемые при выполнении команд top и uptime . Выглядят они примерно так:

Большинство интуитивно понимают, что эти три числа обозначают средние значения загрузки процессора на прогрессивно увеличивающихся временных промежутках (одна, пять и пятнадцать минут) и чем меньше их значения — тем лучше. Большие числа свидетельствуют о слишком большой нагрузке на сервер. Но какие значения считать предельными? Какие значения являются «плохими», а какие — «хорошими»? Когда Вам следует просто волноваться о занчениях средней загрузки, а когда следует бросать другие дела и решать проблему так быстро, как это возможно?
Для начала, давайте разберемся, что же означает load average . Рассмотрим простейший случай: предположим, что у нас в наличии один сервер с одноядерным процессором.

Аналогия транспортного потока

Одноядерный процессор похож на дорогу с одной полосой движения. Представьте себе, что Вы управяете движением машин по мосту. Иногда, Ваш мост загружен настолько сильно, что машинам приходится ждать в очереди чтобы проехать по нему. Вы хотите дать людям понять, как долго им придется ждать чтобы перебраться на другую сторону реки. Хорошим способом сделать это будет показать как много машин ждут в очереди в конкретный момент времени. Если машин в очереди нет, подъезжающие водители будут знать, что они сразу смогут проехать по мосту. В противном случае, они будут понимать, что придется ждать своей очереди.
Итак, Управляющий Мостом, какую систему обозначений Вы будете использовать? Как насчет такой:

• 0.00 означает, что на мосту нет ни одной машины. Фактически, значения от 0.00 до 1.00 означают отсутствие очереди. Подъезжающая машина может воспользоваться мостом без ожидания;
• 1.00 означает, что на мосту находится как раз столько автомобилей, сколько он может вместить. Все еще идет хорошо, но, в случае увеличения потока машин, возможны проблемы;
• Значения, превышающие 1.00 означают наличие очереди на въезде. Насколько большой? Например, значение 2.00 показывает, что в очереди стоит столько же автомобилей, сколько движется по мосту. 3.00 означает, что мост полностью занят и в очереди ожидает в два раза больше машин, чем он может вместить. И так далее.

load average = 1.00
load average = 0.50
load average = 1.70
Вот базовое значение загрузки процессора. «Машины» обрабатываются с использованием промежутков процессорного времени («пересекают мост»), либо ставятся в очередь. В Unix это называется длина очереди выполнения: количество всех процессов, выполняемых в данный момент времени, плюс количество процессов, ожидающих в очереди.
Вам, как управляющему мостом, хотелось бы, чтобы машины-процессы никогда не ждали в очереди. Таким образом, предпочтительно, чтобы загрузки процессора была всегда ниже 1.00. Периодически возможны всплески трафика, когда загрузка будет превышать 1.00, но если она постоянно превышает данное значение — это повод начать волноваться.

Так Вы говорите, 1.00 — идеальное значание load average?

Что насчет многопроцессорных систем? Мой сервер показывает загрузку 3.00 и все ОК!

У Вас четырехпроцессорная система? Все в порядке, если load average равен 3.00.
В мультипроцессорных системах загрузка вычисляется относительно количества доступных процессорных ядер. 100% загрузка обозначается числом 1.00 для одноядерной машины, числом 2.00 для двуядерной, 4.00 для четырехъядерной и т.д.
Если вернуться к нашей аналогии с мостом, 1.00 означает «одну полностью загруженную полосу движения». Если на мосту всего одна полоса, 1.00 означает, что мост загружен на 100%, если же в наличии две полосы, он загружен всего на 50%.
То же самое с процессорами. 1.00 означает 100% загрузки одноядерного процессора. 2.00 — 100% загрузки двуядерного и т.д.

Многоядерность vs. многопроцессорность

Сведем все вместе

Давайте посмотрим на средние значения загрузки с помощью команды uptime :

Здесь представлены показатели для системы с четырехъядерным процессором и мы видим, что имеется большой запас по нагрузке. Я даже не буду задумываться о ней, пока load average не превысит 3.70.

Какое среднее значение мне следует контролировать? Для одной, пяти или 15 минут?

Количество ядер важно для правильно понимания load average. Как мне его узнать?

Команда cat /proc/cpuinfo выводит информацию обо всех процессорах в вашей системе. Чтобы узнать количество ядер, «скормите» ее вывод утилите grep :

Примечания переводчика

Выше представлен перевод самой статьи. Также много интересной информации можно почерпнуть из комментариев к ней. Так, один из комментаторов говорит о том, что не для каждой системы важно иметь запас по производтельности и не допускать значения загрузки выше 0.70 — иногда нам нужно чтобы сервер работал «на всю катушку» и в таких случаях load average = 1.00 — то, что доктор прописал.

Хабраюзер dukelion добавил в комментариях ценное замечание, что в некоторых сценариях, для достижения максимального КПД «железа», стоит держать значение load average несколько выше 1.00 в ущерб эффективности работы каждого отдельного процесса.

Хабраюзер enemo в комментариях добавил замечание о том, что высокий показатель load average может быть вызван большим количеством процессов, выполняющих в данный момент операции чтения/записи. То есть, load average > 1.00 на одноядерной машине не всегда говорит о том, что в Вашей системе отсутствует запас по загрузке процессора. Требуется более внимательное изучение причин такого показателя. Кстати, это хорошая тема для нового поста на Хабре 🙂

Источник

How Do I Find Out Linux CPU Utilization?

W henever a Linux system CPU is occupied by a process, it is unavailable for processing other requests. Rest of pending requests must wait until the CPU is free. This becomes a bottleneck in the system. Following command will help you to identify CPU utilization, so that you can troubleshoot CPU-related performance problems on a Linux-based system. This page explains how to check Linux CPU utilization and usage using various tools.

Finding CPU utilization is one of the important tasks. Linux comes with various utilities to report CPU utilization. With these commands, you will be able to find out:

1. CPU utilization
2. Display the utilization of each CPU individually (SMP cpu)
3. Find out your system’s average CPU utilization since the last system reboot
4. Determine which process is eating the CPU(s)

The old good top command to find out Linux CPU Utilization

The top program provides a dynamic real-time view of a running system. It can display system summary information as well as a list of tasks currently being managed by the Linux kernel. The top command monitors CPU utilization, process statistics, and memory utilization. The top section contains information related to overall system status – uptime, load average, process counts, CPU status, and utilization statistics for both memory and swap space.

Top command to find out Linux cpu usage

Type the top command:
$ top

Say hello to htop

htop is similar to top command but allows you to scroll vertically and horizontally and much more.
htop

Find Linux CPU utilization using mpstat and other tools

Please note that you need to install a special package called sysstat to take advantage of following commands. This package includes system performance tools for Linux (Red Hat Linux / RHEL includes these tools by default). Install it on a Debian or Ubuntu Linux using apt-get command/apt command:
# apt-get install sysstat
Use up2date command if you are using RHEL/CentOS Linux v4.x or older:
# up2date install sysstat
Run yum command command if you are using a CentOS/RHEL/Oracle Linux v5.x+ or newer:
# yum install sysstat
Fedora users should run the dnf command:
# dnf install sysstat

Display the utilization of each CPU individually using mpstat

If you are using SMP (Multiple CPU) system, use mpstat command to display the utilization of each CPU individually. It report processors related statistics. For example, type command:
# mpstat
Sample outputs:

The mpstat command display activities for each available processor, processor 0 being the first one. Global average activities among all processors are also reported. The mpstat command can be used both on SMP and UP machines, but in the latter, only global average activities will be printed.:
# mpstat -P ALL
Sample outputs:

Another output from my Ubuntu 18.04 LTS server:

Report CPU utilization using the sar command

You can display today’s CPU activity, with the help of sar command:
# sar
Output:

Comparison of CPU utilization

The sar command writes to standard output the contents of selected cumulative activity counters in the operating system. The accounting system, based on the values in the count and interval parameters. For example display comparison of CPU utilization; 2 seconds apart; 5 times, use:
# sar -u 2 5
Output (for each 2 seconds. 5 lines are displayed):

• -u 12 5 : Report CPU utilization. The following values are displayed:
  • %user: Percentage of CPU utilization that occurred while executing at the user level (application).
  • %nice: Percentage of CPU utilization that occurred while executing at the user level with nice priority.
  • %system: Percentage of CPU utilization that occurred while executing at the system level (kernel).
  • %iowait: Percentage of time that the CPU or CPUs were idle during which the system had an outstanding disk I/O request.
  • %idle: Percentage of time that the CPU or CPUs were idle and the system did not have an outstanding disk I/O request.

To get multiple samples and multiple reports set an output file for the sar command. Run the sar command as a background process using.
# sar -o output.file 12 8 >/dev/null 2>&1 &
Better use nohup command so that you can logout and check back report later on:
# nohup sar -o output.file 12 8 >/dev/null 2>&1 &

All data is captured in binary form and saved to a file (data.file). The data can then be selectively displayed ith the sar command using the -f option.
# sar -f data.file

• No ads and tracking
• In-depth guides for developers and sysadmins at Opensourceflare✨
• Join my Patreon to support independent content creators and start reading latest guides:
  • How to set up Redis sentinel cluster on Ubuntu or Debian Linux
  • How To Set Up SSH Keys With YubiKey as two-factor authentication (U2F/FIDO2)
  • How to set up Mariadb Galera cluster on Ubuntu or Debian Linux
  • A podman tutorial for beginners – part I (run Linux containers without Docker and in daemonless mode)
  • How to protect Linux against rogue USB devices using USBGuard

Join Patreon ➔

Task: Find out who is monopolizing or eating the CPUs

Finally, you need to determine which process is monopolizing or eating the CPUs. Following command will displays the top 10 CPU users on the Linux system.
# ps -eo pcpu,pid,user,args | sort -k 1 -r | head -10
OR
# ps -eo pcpu,pid,user,args | sort -r -k1 | less
Sample outputs:

Now you know vmware-vmx process is eating up lots of CPU power. The ps command command displays every process ( -e ) with a user-defined format ( -o pcpu ). First field is pcpu (cpu utilization). It is sorted in reverse order to display top 10 CPU eating process.

iostat command

You can also use iostat command which report Central Processing Unit (CPU) statistics and input/output statistics for devices and partitions. It can be use to find out your system’s average CPU utilization since the last reboot.
# iostat Output:

You may want to use following command, which gives you three outputs every 5 seconds (as previous command gives information since the last reboot): $ iostat -xtc 5 3

vmstat command

The vmstat command shows information about processes, memory, paging, block IO, traps, disks and cpu activity. Run vmstat as follows:
vmstat
vmstat [options] vmstat [interval] [count]
Sample outputs:

In this example, run vmstat with an interval of one second twenty one times:
vmstat 1 21

How to interpret vmstat CPU section output

These are percentages of total CPU time.

1. us : Time spent running non-kernel code. (user time, including nice time)
2. sy : Time spent running kernel code. (system time)
3. id : Time spent idle.
4. wa : Time spent waiting for IO.
5. st : Time stolen from a virtual machine.

turbostat command

The turbostat command shows processor topology, frequency, idle power-state statistics, temperature and power on X86 processors. Simply run as follows:
sudo turbostat
sudo turbostat 5
See turbostat man page for further details.

nmon command

nmon is a systems administrator tool to get information about cpu, top process, memory and much more. One can install it as follows:
sudo apt install nmon ## Debain/ubuntu ##
sudo dnf install nmon ## fedora ##
sudo yum install nmon ## centos/rhel ##
Now start it:
nmon

GUI tools for your laptops/desktops

Above tools/commands are quite useful on remote server. For local system with X GUI installed you can try out gnome-system-monitor. It allows you to view and control the processes running on your system. You can access detailed memory maps, send signals, and terminate the processes.
$ gnome-system-monitor
Sample outputs:

In addition, the gnome-system-monitor provides an overall view of the resource usage on your system, including memory and CPU allocation:

Finding out Linux CPU usage using GUI tool

Conclusion

This page explained various Linux command line tools that we can use to find Linux CPU utilization. For further information, see the following resources:

Источник