1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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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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7 ========
8 CPU 負載
9 ========
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11 Linux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
17
18 avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
19 10.01 0.00 2.92 5.44 0.00 81.63
20
21 ...
22
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。
25
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。
33
34 舉例
35 ---
36
37 假設系統有一個進程以如下方式週期性地佔用cpu::
38
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）
45
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
48
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::
51
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
58
59 static volatile sig_atomic_t stop;
60
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);
83
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);
89
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)
106
107
108 謝謝
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111 Con Kolivas, Pavel Machek
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