cpu-模拟进程上下文切换

目录

• 1、升级环境，安装stress-ng工具
• 2、进程上下文切换-模拟场景
• 3、进程上下文切换-top命令
• 4、vmstat 1 命令 -每隔1s显示一次数据
• 5、pidstat -w 3 -找有问题的进程id
• 6、总结
• 7、分析过程-找到有问题的进程

正文

1、升级环境，安装stress-ng工具

  # 安装epel源，更新系统
  yum install -y epel-release.noarch && yum -y update
  
  # 安装stess-ng 的工具
  yum install -y stress-ng

2、进程上下文切换-模拟场景

该命令会启动N*10个进程，再只有N个核的系统上，会产生大量的进程切换，模拟进程间竞争CPU的场景

(( proc_cnt = `nproc`*10 )); stress-ng --cpu $proc_cnt --pthread 1 --timeout 150

# nproc 这个命令可以获得服务器cpu的数量
# (( proc_cnt = `nproc`*10 )); 把cpu核的数量乘以10倍，给变量proc_cnt
# --cpu $proc_cnt $proc_cnt shell编程中的变量引用
# --pthread 每个进程有多少个线程
# --timeout 超时时间，在命令执行多长时间之后自动结束

3、进程上下文切换-top命令

top命令：load值一直在增加，而且增长的非常大

　　　　cpu的us+sy差不多百分百，us较高，sy较低，running用户多

 如下图所示：

 在运行的时段里，loadaverage 有持续上升，cpu被100%使用 us + sy + si，内存信息变动不大，进程结束后可用内存恢复，回收正常。

上下文切换多

4、vmstat 1 命令 -每隔1s显示一次数据

• procs： r显示多少进程在等待，b显示多少进程在不可中断的休眠
• menory：是我拍的显示多少块被换出磁盘，free显示剩下的空闲块，buff正在被用作缓冲区的块，cache正在被用作操作系统的缓存
• swap：现在交换活动，si每秒有多少块正在被换入内存，so每秒有多少块被换出到磁盘
• io：显示了多少块从块设备读取（bi）和写出（bo），通常反应了硬盘IO
• system：显示每秒中断（in）和上下文切换（cs）的数量
• cpu：显示所有的cpu时间花费在各类操作的百分比，包括执行用户代码（非内核），执行系统代码（内核），空闲以及等待IO

• proces中r列非常大的数据，说明有非常多的进程在抢CPU的资源
• free数据变小，说明内存有一部分被使用
• system in中断有上升，cs上下文切换数据明显增大

5、pidstat -w 3 -找有问题的进程id

6、总结

结论

• 1、top： load值一直在增加，而且增长的非常大
• 2、top：CPU的 us + sy ≈ 100%，us较高，sy较低
• 3、vmstat： procs的r 就绪队列长度，正在运行和等待的CPU进程数很大
• 4、vmstat： system的in(每秒中断次数) 和 cs(上下文切换次数) 都很大
• 5、vmstat：free、buff、cache变化不大
• 6、pidstat: nvcswch/s 非自愿上下文切换在逐步升高

7、分析过程-找到有问题的进程

当你的服务器，使用top命令发现，系统负载比较高，所有的cpu的使用率接近或等于 100%，我们要排查问题，vmstat 1 ， 结果我们看到有procs 中r列 有大量数据，说明我们有大量进程在竞争cpu的资源。--------可能服务器的cpu数量不够， 也可能是 进程启动的太多

vmstat 我们还看 system中 cs 比较高 --------肯定有大量的上下文切换

​ 但是，此时，我并不知道，是哪个进程导致 抢占cpu，-----找具体是哪个进程

==== 应该是某个经常有大量的上下文切换，而导致的cpu使用率过高，系统负载过高的问题

---问题的关键点，找到具体的进程

pidstat -w 3 看到具体的 上下文切换的数据比较大的进程。-------得到具体进程 和进程id