CPU 使用率低 but负载高

一、关于负载

什么是负载:负载就是cpu在一段时间内正在处理以及等待cpu处理的进程数之和的统计信息,也就是cpu使用队列的长度统计信息,这个数字越小越好(如果超过CPU核心*0.7就是不正常

负载分为两大部分:CPU负载、IO负载

例如,假设有一个进行大规模科学计算的程序,虽然该程序不会频繁地从磁盘输入输出,但是处理完成需要相当长的时间。因为该程序主要被用来做计算、逻辑判断等处理,所以程序的处理速度主要依赖于cpu的计算速度。此类cpu负载的程序称为“计算密集型程序”。

还有一类程序,主要从磁盘保存的大量数据中搜索找出任意文件。这个搜索程序的处理速度并不依赖于cpu,而是依赖于磁盘的读取速度,也就是输入输出(input/output,I/O).磁盘越快,检索花费的时间就越短。此类I/O负载的程序,称为“I/O密集型程序”。

二、CPU 使用率低 ,负载高原因

等待磁盘I/O完成的进程过多,导致进程队列长度过大,但是cpu运行的进程却很少,这样就体现到负载过大了,cpu使用率低。

三、什么场景会造成CPU低而负载确很高?

通过上面的具体分析负载的意义就很明显了,负载总结为一句话就是:需要运行处理但又必须等待队列前的进程处理完成的进程个数。具体来说,也就是如下两种情况:

  • 等待被授权予CPU运行权限的进程

  • 等待磁盘I/O完成的进程

cpu低而负载高也就是说等待磁盘I/O完成的进程过多,就会导致队列长度过大,这样就体现到负载过大了,但实际是此时cpu被分配去执行别的任务或空闲,具体场景有如下几种。

场景一:磁盘读写请求过多就会导致大量I/O等待
上面说过,cpu的工作效率要高于磁盘,而进程在cpu上面运行需要访问磁盘文件,这个时候cpu会向内核发起调用文件的请求,让内核去磁盘取文件,这个时候会切换到其他进程或者空闲,这个任务就会转换为不可中断睡眠状态。当这种读写请求过多就会导致不可中断睡眠状态的进程过多,从而导致负载高,cpu低的情况。

场景二:MySQL中存在没有索引的语句或存在死锁等情况
我们都知道MySQL的数据是存储在硬盘中,如果需要进行sql查询,需要先把数据从磁盘加载到内存中。当在数据特别大的时候,如果执行的sql语句没有索引,就会造成扫描表的行数过大导致I/O阻塞,或者是语句中存在死锁,也会造成I/O阻塞,从而导致不可中断睡眠进程过多,导致负载过大。

具体解决方法可以在MySQL中运行show full processlist命令查看线程等待情况,把其中的语句拿出来进行优化。

场景三:外接硬盘故障,常见有挂了NFS,但是NFS server故障
比如我们的系统挂载了外接硬盘如NFS共享存储,经常会有大量的读写请求去访问NFS存储的文件,如果这个时候NFS Server故障,那么就会导致进程读写请求一直获取不到资源,从而进程一直是不可中断状态,造成负载很高。

原文链接:西门飞冰的博客,链接:http://www.fblinux.com/?p=281

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