1 .. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
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3 :Original: Documentation/accounting/psi.rst
4 :Translator: Yang Yang <yang.yang29@zte.com.cn>
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6 .. _cn_psi.rst:
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10 PSI——压力阻塞信息
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13 :日期: April, 2018
14 :作者: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
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16 当CPU、memory或IO设备处于竞争状态，业务负载会遭受时延毛刺、吞吐量降低，
17 及面临OOM的风险。
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19 如果没有一种准确的方法度量系统竞争程度，则有两种后果：一种是用户过于节制，
20 未充分利用系统资源；另一种是过度使用，经常性面临业务中断的风险。
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22 psi特性能够识别和量化资源竞争导致的业务中断，及其对复杂负载乃至整个系统在
23 时间上的影响。
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25 准确度量因资源不足造成的生产力损失，有助于用户基于硬件调整业务负载，或基
26 于业务负载配置硬件。
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28 psi能够实时的提供相关信息，因此系统可基于psi实现动态的负载管理。如实施
29 卸载、迁移、策略性的停止或杀死低优先级或可重启的批处理任务。
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31 psi帮助用户实现硬件资源利用率的最大化。同时无需牺牲业务负载健康度，也无需
32 面临OOM等造成业务中断的风险。
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34 压力接口
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37 压力信息可通过/proc/pressure/ --cpu、memory、io文件分别获取。
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39 CPU相关信息格式如下：
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41 some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
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43 内存和IO相关信息如下：
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45 some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
46 full avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
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48 some行代表至少有一个任务阻塞于特定资源的时间占比。
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50 full行代表所有非idle任务同时阻塞于特定资源的时间占比。在这种状态下CPU资源
51 完全被浪费，相对于正常运行，业务负载由于耗费更多时间等待而受到严重影响。
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53 由于此情况严重影响系统性能，因此清楚的识别本情况并与some行所代表的情况区分开，
54 将有助于分析及提升系统性能。这就是full独立于some行的原因。
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56 avg代表阻塞时间占比（百分比），为最近10秒、60秒、300秒内的均值。这样我们
57 既可观察到短期事件的影响，也可看到中等及长时间内的趋势。total代表总阻塞
58 时间（单位微秒），可用于观察时延毛刺，这种毛刺可能在均值中无法体现。
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60 监控压力门限
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63 用户可注册触发器，通过poll()监控资源压力是否超过门限。
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65 触发器定义：指定时间窗口期内累积阻塞时间的最大值。比如可定义500ms内积累
66 100ms阻塞，即触发一次唤醒事件。
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68 触发器注册方法：用户打开代表特定资源的psi接口文件，写入门限、时间窗口的值。
69 所打开的文件描述符用于等待事件，可使用select()、poll()、epoll()。
70 写入信息的格式如下：
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72 <some|full> <stall amount in us> <time window in us>
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74 示例：向/proc/pressure/memory写入"some 150000 1000000"将新增触发器，将在
75 1秒内至少一个任务阻塞于内存的总时间超过150ms时触发。向/proc/pressure/io写入
76 "full 50000 1000000"将新增触发器，将在1秒内所有任务都阻塞于io的总时间超过50ms时触发。
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78 触发器可针对多个psi度量值设置，同一个psi度量值可设置多个触发器。每个触发器需要
79 单独的文件描述符用于轮询，以区分于其他触发器。所以即使对于同一个psi接口文件，
80 每个触发器也需要单独的调用open()。
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82 监控器在被监控资源进入阻塞状态时启动，在系统退出阻塞状态后停用。系统进入阻塞
83 状态后，监控psi增长的频率为每监控窗口刷新10次。
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85 内核接受的窗口为500ms~10s，所以监控间隔为50ms~1s。设置窗口下限目的是为了
86 防止过于频繁的轮询。设置窗口上限的目的是因为窗口过长则无意义，此时查看
87 psi接口提供的均值即可。
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89 监控器在激活后，至少在跟踪窗口期间将保持活动状态。以避免随着系统进入和退出
90 阻塞状态，监控器过于频繁的进入和退出活动状态。
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92 用户态通知在监控窗口内会受到速率限制。当对应的文件描述符关闭，触发器会自动注销。
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94 用户态监控器使用示例
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99 #include <errno.h>
100 #include <fcntl.h>
101 #include <stdio.h>
102 #include <poll.h>
103 #include <string.h>
104 #include <unistd.h>
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106 /* 监控内存部分阻塞，监控时间窗口为1秒、阻塞门限为150毫秒。*/
107 int main() {
108 const char trig[] = "some 150000 1000000";
109 struct pollfd fds;
110 int n;
111
112 fds.fd = open("/proc/pressure/memory", O_RDWR | O_NONBLOCK);
113 if (fds.fd < 0) {
114 printf("/proc/pressure/memory open error: %s\n",
115 strerror(errno));
116 return 1;
117 }
118 fds.events = POLLPRI;
119
120 if (write(fds.fd, trig, strlen(trig) + 1) < 0) {
121 printf("/proc/pressure/memory write error: %s\n",
122 strerror(errno));
123 return 1;
124 }
125
126 printf("waiting for events...\n");
127 while (1) {
128 n = poll(&fds, 1, -1);
129 if (n < 0) {
130 printf("poll error: %s\n", strerror(errno));
131 return 1;
132 }
133 if (fds.revents & POLLERR) {
134 printf("got POLLERR, event source is gone\n");
135 return 0;
136 }
137 if (fds.revents & POLLPRI) {
138 printf("event triggered!\n");
139 } else {
140 printf("unknown event received: 0x%x\n", fds.revents);
141 return 1;
142 }
143 }
144
145 return 0;
146 }
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148 Cgroup2接口
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151 对于CONFIG_CGROUP=y及挂载了cgroup2文件系统的系统，能够获取cgroups内任务的psi。
152 此场景下cgroupfs挂载点的子目录包含cpu.pressure、memory.pressure、io.pressure文件，
153 内容格式与/proc/pressure/下的文件相同。
154
155 可设置基于cgroup的psi监控器，方法与系统级psi监控器相同。
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