每次发现系统变慢时，通常做的第一件事，就是执行 top 或者 uptime 命令，来了解系统的负载情况。比如像下面这样，系统也随即给出了结果。

$ uptime
02:34:03 up 2 days, 20:14,  1 user,  load average: 0.63, 0.83, 0.88

load average: 0.63, 0.83, 0.88：依次是过去 1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载（Load Average）。

平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数，它和 CPU 使用率并没有直接关系：

  • 可运行状态的进程：是指正在使用 CPU 或者正在等待 CPU 的进程，常用 ps 命令看到的，处于R 状态（Running 或 Runnable）的进程。
  • 不可中断状态的进程：是正处于内核态关键流程中的进程，并且这些流程是不可打断的，比如最常见的是等待硬件设备的 I/O 响应，在 ps 命令中看到的D 状态（Uninterruptible Sleep，也称为 Disk Sleep）的进程。

平均负载其实就是平均活跃进程数。平均活跃进程数，直观上的理解就是单位时间内的活跃进程数。

既然平均的是活跃进程数，那么最理想的，就是每个 CPU 上都刚好运行着一个进程，这样每个 CPU 都得到了充分利用。

平均负载为多少时合理

平均负载最理想的情况是等于 CPU 个数。所以在评判平均负载时，首先你要知道系统有几个 CPU，这可以通过 top 命令或者从文件 /proc/cpuinfo 中读取，比如:

# 关于grep和wc的用法请查询它们的手册或者网络搜索
$ grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l
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有了 CPU 个数，当平均负载比 CPU 个数还大的时候，系统已经出现了过载。uptime提供了三个平均负载数值，三个不同时间间隔的平均值，提供分析系统负载趋势的数据来源。

  • 如果 1 分钟、5 分钟、15 分钟的三个值基本相同，或者相差不大，那就说明系统负载很平稳。
  • 但如果 1 分钟的值远小于 15 分钟的值，就说明系统最近 1 分钟的负载在减少，而过去 15 分钟内却有很大的负载。
  • 反过来，如果1 分钟的值远大于 15 分钟的值，就说明最近 1 分钟的负载在增加，这种增加有可能只是临时性的，也有可能还会持续增加下去，所以就需要持续观察。一旦 1 分钟的平均负载接近或超过了 CPU 的个数，就意味着系统正在发生过载的问题，这时就得分析调查是哪里导致的问题，并要想办法优化了。

平均负载与 CPU 使用率

平均负载是指单位时间内，处于可运行状态和不可中断状态的进程数。所以，它不仅包括了正在使用 CPU 的进程，还包括等待 CPU 和等待 I/O 的进程。

而 CPU 使用率，是单位时间内 CPU 繁忙情况的统计，跟平均负载并不一定完全对应。比如：

  • CPU 密集型进程，使用大量 CPU 会导致平均负载升高，此时这两者是一致的；
  • I/O 密集型进程，等待 I/O 也会导致平均负载升高，但 CPU 使用率不一定很高；
  • 大量等待 CPU 的进程调度也会导致平均负载升高，此时的 CPU 使用率也会比较高。

分析工具

下方两个工具在sysstat包中：

  • mpstat是一个常用的多核 CPU 性能分析工具，用来实时查看每个 CPU 的性能指标，以及所有 CPU 的平均指标。
  • pidstat是一个常用的进程性能分析工具，用来实时查看进程的 CPU、内存、I/O 以及上下文切换等性能指标。

centos系统安装：

yum install sysstat -y

ubunt系统安装命令：

apt install sysstat