關(guān)于美國(guó)服務(wù)器CPU利用率可以反映出整機(jī)的繁忙程度，從整體上了解CPU的使用情況，美聯(lián)科技小編本文就帶來(lái)關(guān)于CPU利用率的介紹。美國(guó)服務(wù)器CPU是給軟件服務(wù)的，這是指用戶進(jìn)程等調(diào)度單元，也就可以知道進(jìn)程的CPU利用率是多少，因此美國(guó)服務(wù)器CPU利用率可以分為3個(gè)粒度來(lái)考慮：

1.單個(gè)CPU核心的利用率

2.整機(jī)CPU利用率

3.進(jìn)程的CPU利用率。

這3種CPU利用率有各自的算法，美國(guó)服務(wù)器操作系統(tǒng)是以時(shí)間片來(lái)為系統(tǒng)記時(shí)的，是最本質(zhì)的時(shí)間單位，其它能看到的更人性化的時(shí)間格式都是通過(guò)它轉(zhuǎn)換的。需要注意的是，時(shí)間片是個(gè)累積量，無(wú)論是針對(duì)CPU級(jí)別還是進(jìn)程級(jí)別，從操作系統(tǒng)被加載到內(nèi)存并掌權(quán)后，操作系統(tǒng)為它們記錄各自的時(shí)間片累積數(shù)，這個(gè)量會(huì)一直累積增長(zhǎng)，直到關(guān)機(jī)或進(jìn)程結(jié)束生命周期。

美國(guó)服務(wù)器CPU利用率是指一段時(shí)間內(nèi)CPU消耗的度量，強(qiáng)調(diào)的是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間內(nèi)測(cè)出來(lái)的，就像速度一樣，其概念是單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離，這也解釋了為什么top命令要有個(gè)時(shí)間間隔，默認(rèn)是2秒。總的來(lái)說(shuō)CPU利用率的實(shí)現(xiàn)原理是：在單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次采樣CPU的時(shí)間片數(shù)，由于其是累積量，因此要取其差以獲取增量，然后再經(jīng)過(guò)后續(xù)處理得到不同級(jí)別的CPU利用率。

1、單個(gè)CPU核心的利用率

通過(guò)一定的時(shí)間間隔，周期地對(duì)某個(gè)CPU核心上的idle線程運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)，和該CPU運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)進(jìn)行兩次采樣，分別將兩次采樣值各自取其差，然后進(jìn)行環(huán)比，最后再將比值乘以100%，所得的百分比便是該CPU的空閑率。

服務(wù)器中有多個(gè)CPU，我們用其中的一個(gè)CPU-CPU1來(lái)舉例說(shuō)在時(shí)間A對(duì)CPU1的idle線程運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)和CPU1的總運(yùn)行時(shí)間片數(shù)采樣，采樣值分別為 cpu1_ idle_ slices_A和cpul_ total sices A，然后在時(shí)間B同樣對(duì)CPU1的idle線程運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)和CPU1的總運(yùn)行時(shí)間片數(shù)采樣，采樣值分別是 cpu1_idle_ slices_B和cpul_total_ slices_B。那么在B-A這段時(shí)間里，CPU1的空閑率公式便為：

(cpu1_idle_slicesB-cpu1_idle_slices_A)/(cpu1_total_slices_Bcpu1_total_slices_)"100%

相應(yīng)CPU1的利用率便為100減去上面公式的結(jié)果。如果CPU1很繁忙，idle線程一直未被調(diào)度運(yùn)行，CPU1的空閑率便是0%，即利用率是100%。

2、整機(jī)CPU利用率

通過(guò)一定的時(shí)間間隔周期對(duì)所有美國(guó)服務(wù)器CPU上idle線程運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)和所有CPU運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)進(jìn)行兩次采樣，分別將兩次采樣值各自取其差，然后進(jìn)行環(huán)比，也就是用這段采樣周期內(nèi)所有CPU核心上idle線程運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)之和，比上這段采樣周期內(nèi)所有CPU運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)之和，最后再將比值乘以100%，所得的百分比便是所有idle線程在所有CPU上的利用率，也就是系統(tǒng)的整體空閑率。

假如在時(shí)間A對(duì)所有CPU上的idle線程運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)和所有CPU運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)采樣，采樣值分別是 cpuall_idle_ slices_A和 cpual_total_ slices_A，然后在時(shí)間B同樣對(duì)所有CPU上的idle線程運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)和所有CPU運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)采樣，采樣值分別是 cpuall_idle_ slices_B和 cpuall_total slices_B，那么在B-A這段時(shí)間里，整機(jī)CPU空閑率公式便為：

(cpuall _idle_slices_b-cpuall idle_slices_A)/(cpuall_totalslices_b-cpualltotallslices_A)*100%同樣，相應(yīng)整機(jī)的CPU利用率便為100去上面公式的結(jié)果。

以上這兩類CPU利用率主要是看CPU是否運(yùn)行idle線程，屬于CPU級(jí)別的。由于運(yùn)行哪個(gè)任務(wù)是由操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度器決定的，也就是只有當(dāng)操作系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有任務(wù)可運(yùn)行時(shí)才會(huì)去執(zhí)行idle線程，因此只要idle在運(yùn)行，就表示CPU有多余的空閑資源。

3、進(jìn)程的CPU利用率

進(jìn)程的美國(guó)服務(wù)器CPU利用率同樣是需要兩次采樣才能得到，但卻與前兩種CPU利用率有很大不同，進(jìn)程在任意時(shí)刻只會(huì)在一個(gè)CPU上運(yùn)行，當(dāng)美國(guó)服務(wù)器上有多個(gè)CPU時(shí)，保不準(zhǔn)進(jìn)程會(huì)在多個(gè)CPU之間來(lái)回轉(zhuǎn)移，比如當(dāng)前CPU負(fù)載很高，利用率已接近100%，當(dāng)下一次該進(jìn)程重新運(yùn)行在CPU上時(shí)，調(diào)度器會(huì)根據(jù)實(shí)際CPU負(fù)載情況，將其換到另一個(gè)負(fù)載輕的CPU上執(zhí)行。

盡管切換CPU這在一定程度上會(huì)影響性能，但由于進(jìn)程之前所在的CPU的利用率已經(jīng)是100%，換到空閑CPU上對(duì)進(jìn)程來(lái)說(shuō)，得到了更多的執(zhí)行機(jī)會(huì)，可以更早的結(jié)束運(yùn)行，因此利大于弊。

因此無(wú)法獲知在兩次采樣期間，進(jìn)程被換了多少個(gè)CPU運(yùn)行，多個(gè)CPU是并行的，它們各自獨(dú)立運(yùn)行了一定的時(shí)間片數(shù)，雖然可以獲取進(jìn)程運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)，但沒(méi)辦法知道進(jìn)程經(jīng)過(guò)了哪些CPU，僅能知道最后一次是在哪個(gè)CPU上執(zhí)行，所以不知道去獲取哪些CPU在這段采樣周期內(nèi)運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)。

基于這個(gè)原因，進(jìn)程CPU利用率的計(jì)算原理采用了“時(shí)間比”，也就是進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間比上次采樣周期時(shí)間，所得的比值再乘以100%。但操作系統(tǒng)為用戶進(jìn)程記錄的是進(jìn)程的時(shí)間片數(shù)，因此要將時(shí)間片數(shù)轉(zhuǎn)換為時(shí)間。轉(zhuǎn)換的方法也很簡(jiǎn)單，將時(shí)間片數(shù)除以 syscon_SC_ CLK TCK換成以秒為單位的時(shí)間，然后再除以秒為單位的采樣時(shí)間。

當(dāng)然，如果是以秒這種粗粒度的時(shí)間去比較，必然會(huì)造成一定的誤差，因此，常常換算為以毫秒為單位的時(shí)間比。原理是這樣的，具體取決于實(shí)現(xiàn)，如果要以微秒為單位采樣也是可以的。

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