cpu-load.rst

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  3.. include:: ../disclaimer-zh_TW.rst
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  5:Translator: 胡皓文 Hu Haowen <2023002089@link.tyut.edu.cn>
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  8CPU 負載
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 11Linux通過``/proc/stat``和``/proc/uptime``導出各種信息，用戶空間工具
 12如top(1)使用這些信息計算系統花費在某個特定狀態的平均時間。
 13例如：
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 15    $ iostat
 16    Linux 2.6.18.3-exp (linmac)     02/20/2007
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 18    avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
 19              10.01    0.00    2.92    5.44    0.00   81.63
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 21    ...
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 23這裏系統認爲在默認採樣週期內有10.01%的時間工作在用戶空間，2.92%的時
 24間用在系統空間，總體上有81.63%的時間是空閒的。
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 26大多數情況下``/proc/stat``的信息幾乎真實反映了系統信息，然而，由於內
 27核採集這些數據的方式/時間的特點，有時這些信息根本不可靠。
 28
 29那麼這些信息是如何被蒐集的呢？每當時間中斷觸發時，內核查看此刻運行的
 30進程類型，並增加與此類型/狀態進程對應的計數器的值。這種方法的問題是
 31在兩次時間中斷之間系統（進程）能夠在多種狀態之間切換多次，而計數器只
 32增加最後一種狀態下的計數。
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 34舉例
 35---
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 37假設系統有一個進程以如下方式週期性地佔用cpu::
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 39     兩個時鐘中斷之間的時間線
 40    |-----------------------|
 41     ^                     ^
 42     |_ 開始運行           |
 43                           |_ 開始睡眠
 44                           （很快會被喚醒）
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 46在上面的情況下，根據``/proc/stat``的信息（由於當系統處於空閒狀態時，
 47時間中斷經常會發生）系統的負載將會是0
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 49大家能夠想象內核的這種行爲會發生在許多情況下，這將導致``/proc/stat``
 50中存在相當古怪的信息::
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 52	/* gcc -o hog smallhog.c */
 53	#include <time.h>
 54	#include <limits.h>
 55	#include <signal.h>
 56	#include <sys/time.h>
 57	#define HIST 10
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 59	static volatile sig_atomic_t stop;
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 61	static void sighandler (int signr)
 62	{
 63	(void) signr;
 64	stop = 1;
 65	}
 66	static unsigned long hog (unsigned long niters)
 67	{
 68	stop = 0;
 69	while (!stop && --niters);
 70	return niters;
 71	}
 72	int main (void)
 73	{
 74	int i;
 75	struct itimerval it = { .it_interval = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 1 },
 76				.it_value = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 1 } };
 77	sigset_t set;
 78	unsigned long v[HIST];
 79	double tmp = 0.0;
 80	unsigned long n;
 81	signal (SIGALRM, &sighandler);
 82	setitimer (ITIMER_REAL, &it, NULL);
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 84	hog (ULONG_MAX);
 85	for (i = 0; i < HIST; ++i) v[i] = ULONG_MAX - hog (ULONG_MAX);
 86	for (i = 0; i < HIST; ++i) tmp += v[i];
 87	tmp /= HIST;
 88	n = tmp - (tmp / 3.0);
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 90	sigemptyset (&set);
 91	sigaddset (&set, SIGALRM);
 92
 93	for (;;) {
 94		hog (n);
 95		sigwait (&set, &i);
 96	}
 97	return 0;
 98	}
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101參考
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103
104- https://lore.kernel.org/r/loom.20070212T063225-663@post.gmane.org
105- Documentation/filesystems/proc.rst (1.8)
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107
108謝謝
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111Con Kolivas, Pavel Machek
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