本篇文章給大家?guī)砹?a >linux中負載的概念與問題診斷方法相關(guān)知識，其中包括了負載是什么以及線程狀態(tài)等，希望對大家有幫助。
一般在類unix系統(tǒng)上，都會有系統(tǒng)負載（load average）這個指標，用來形容系統(tǒng)的繁忙程度，值越大則代表系統(tǒng)越繁忙。??
查看負載?
$?uptime 19:59:57?up?29?days,??7:08,??1?user,??load?average:?0.57,?0.26,?0.18
我們關(guān)注load average后的3個值，分別代表1分鐘、5分鐘、15分鐘的系統(tǒng)平均負載，如果1分鐘值>5分鐘值>15分鐘值，則代表近15分鐘內(nèi)系統(tǒng)壓力越來越大，反之亦然。?
同樣，在top命令的第一行，也能看到系統(tǒng)負載，它的含義和uptime是一樣的。?
負載是什么?
一般來說，系統(tǒng)線程基本都在這3個狀態(tài)上：運行中，可運行，阻塞等待，其中，運行中的線程正在CPU上跑，可運行的線程等待CPU調(diào)度，而阻塞的線程等待鎖釋放或io完成。?
在傳統(tǒng)unix系統(tǒng)上（如BSD），系統(tǒng)負載由正在運行的線程以及可運行的線程這2個部分組成。?
它能很好的說明CPU的飽和情況，比如4核的CPU，如果負載一直高于4，那說明CPU資源飽和了。?
而linux擴大了負載的定義，如下：?
Linux負載由正在運行的線程和可運行的線程，以及D狀態(tài)的線程(一般是等待io完成)這3個部分組成。?
因為Linux認為，雖然D狀態(tài)的線程并不消耗CPU資源，但是它會消耗磁盤、網(wǎng)卡等硬件資源以及鎖這樣的軟件資源，因此它也應(yīng)該被用來計算系統(tǒng)負載，想來也合理，畢竟系統(tǒng)負載是用來描述整個系統(tǒng)的繁忙程度的，而不僅僅是CPU的。?
線程狀態(tài)D
在Linux里面，線程有如下常見狀態(tài)：?
-
R: 正在運行或可運行狀態(tài)??
-
S: 睡眠狀態(tài)，被阻塞等待喚醒??
-
D: 不可中斷睡眠狀態(tài)，一般是等待io完成? ?
這里面的R與D狀態(tài)的線程會影響系統(tǒng)負載，因此，當系統(tǒng)負載較高時，可以通過如下命令了解是哪些線程導致的：?
ps?-eLo?pid,tid,stat,comm?|?grep?-E?"?R|D"
小實驗:將系統(tǒng)負載升到100
# 使用vfork函數(shù)創(chuàng)建一個子進程，子進程如果不調(diào)用exec系統(tǒng)調(diào)用，它的狀態(tài)會一直是D。
$?cat?uninterruptible.c? int?main()?{ ????vfork(); ????sleep(600); ????return?0; } #?編譯成可執(zhí)行程序 $?gcc?-o?uninterruptible?uninterruptible.c #?運行100個程序 $?for?i?in?{1..100};?do?./uninterruptible?&;?done
等待1分鐘，就會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)負載升到了快100，如下：
$?uptime 20:24:42?up?29?days,??7:32,??1?user,??load?average:?99.94,?74.82,?35.87 #?可以看到很多D狀態(tài)的進程 $?ps?-eLo?pid,tid,stat,pcpu,wchan:32,comm?|?grep?"?D" 3774195?3774195?D?????0.0?do_fork??????????????????????????uninterruptible 3774196?3774196?D?????0.0?do_fork??????????????????????????uninterruptible 3774197?3774197?D?????0.0?do_fork??????????????????????????uninterruptible 3774198?3774198?D?????0.0?do_fork??????????????????????????uninterruptible
如上，通過ps命令可以看到線程狀態(tài)，還有一個wchan字段，它顯示的是線程當前被阻塞在什么內(nèi)核函數(shù)上，這能看出一些蛛絲馬跡。?
另外，通過/proc/sysrq-trigger可以看到D線程阻塞時的代碼路徑，如下：?
#?寫入一個w即可，需要root權(quán)限執(zhí)行 $?echo?w?>?/proc/sysrq-trigger #?然后內(nèi)核會把D狀態(tài)線程調(diào)用棧輸出到內(nèi)核日志，這可以通過dmesg查看 $?dmesg
這里就能很清楚的看到，是由于vfork系統(tǒng)調(diào)用引起的負載上升。?
之前介紹過bcc工具集里的offcputime工具，它可以用來繪制offcpu火焰圖，同樣的，診斷高負載問題時，也可以用這個工具，傳一個參數(shù)，讓其只關(guān)注D狀態(tài)線程的offcpu行為即可，如下：?
#?ubuntu安裝bcc工具集 $?sudo?apt?install?bpfcc-tools #?使用root身份進入bash $?sudo?bash #?--state?2用于指定抓取TASK_UNINTERRUPTIBLE即D狀態(tài)線程的offcpu棧 $?offcputime-bpfcc?-K?--state?2?-f?60??>?d_state_offcpu_stack.out #?繪制為offcpu火焰圖 $?awk?'{?print?$1,?$2?/?1000?}'?d_state_offcpu_stack.out?|?./FlameGraph/flamegraph.pl?--color=io?--countname=ms?>?d_state_offcpu.svg
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