【操作系统】聊聊CPU上下文切换实操
如何查看系统的上下文切换情况
上一篇文章我们说了过多的上下文切换,会把CPU时间消耗在寄存器、内核栈以及虚拟内存等数据的保存和恢复上,那么当出现系统的上下文切换过多的时候,我们如果通过监控指标查看呢。
vmstat 是一个常用的系统性能分析工具,主要用来分析系统的内存使用情况,也常用来分析 CPU 上下文切换和中断的次数。
vmstat 5 代表的是5S输出一组
root@qxlxi:/data# vmstat 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st0 0 1296640 195580 158788 2402740 0 1 3 23 22 46 0 0 99 0 00 0 1296640 222836 158788 2402740 0 0 0 17 52 92 1 1 99 0 0
- cs(context switch)每秒上下文切换次数
- in (interrupt) 每秒中断的次数
- r (Running or Runnable) 是就绪队列的长度,也就是可运行的进程数(进行和等待)
- b (Blocked) 处于不可中断睡眠状态的进程数
从图中可以看到cs是92次上下文切换 in 52次中断。就绪队列和不可中断进程数都是0
查看每个进程的数据,使用 pidstat -w
root@qxlxi:/data# pidstat -w 5
Linux 5.4.0-100-generic (qxlxi) 09/23/2023 _aarch64_ (2 CPU)12:45:26 PM UID PID cswch/s nvcswch/s Command
12:45:31 PM 0 9 0.20 0.00 ksoftirqd/0
12:45:31 PM 0 10 3.79 0.00 rcu_sched
12:45:31 PM 0 11 0.20 0.00 migration/0
12:45:31 PM 0 17 0.20 0.00 migration/1
12:45:31 PM 0 18 0.40 0.00 ksoftirqd/1
12:45:31 PM 0 365 0.80 0.00 kworker/0:1H-kblockd
12:45:31 PM 0 382 0.20 0.00 kworker/1:1H-kblockd
12:45:31 PM 118 876 1.80 0.00 avahi-daemon
12:45:31 PM 0 885 0.20 0.00 irqbalance
12:45:31 PM 128 1490 0.20 0.00 gsd-color
12:45:31 PM 1000 1615 2.00 0.00 systemd
12:45:31 PM 1000 1708 0.20 0.00 Xorg
12:45:31 PM 1000 1888 0.20 0.00 gnome-shell
12:45:31 PM 1000 2006 0.20 0.00 gsd-color
12:45:31 PM 0 19788 0.20 0.00 systemd-journal
12:45:31 PM 0 60439 1.00 0.00 multipathd
12:45:31 PM 0 88948 4.19 1.60 systemd-udevd
12:45:31 PM 1000 115630 0.20 0.00 gnome-control-c
12:45:31 PM 0 487397 2.00 0.00 kworker/u4:1-events_power_efficient
12:45:31 PM 0 488871 6.99 0.00 kworker/1:1-events
12:45:31 PM 0 489061 0.40 0.00 kworker/u4:0-events_freezable_power_
12:45:31 PM 0 489366 8.18 0.00 kworker/0:2-events
12:45:31 PM 0 489376 0.20 0.00 pidstat
- cswch/s : 每秒自愿上下文切换(voluntary context switches)的次数
- nvcswch/s:每秒非自愿上下文切换 (non voluntary context switches) 的次数
自愿上下文切换:进程获取不到自愿的时候,发生的上下文切换,比如IO、网络、内存资源不足的时候。
非自愿上下文切换:进程执行时间到了,被系统强制调度,进而发生上下文切换,比如大量进程竞争CPU
场景分析
sysbench --threads=10 --max-time=300 threads run
模拟10个线程执行。
查看总体
root@qxlxi:/data# vmstat 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st6 0 1296640 222000 158804 2403064 0 1 3 23 23 21 0 0 99 0 0
10 0 1296640 222000 158804 2403064 0 0 0 80 132863 2924643 15 80 5 0 05 0 1296640 222000 158804 2403064 0 0 0 0 142952 2734656 14 81 5 0 08 0 1296640 222000 158804 2403064 0 0 0 0 157159 2996906 14 85 1 0 07 0 1296640 221968 158804 2403064 0 0 0 0 140886 2726608 13 78 9 0 09 0 1296640 221968 158804 2403064 0 0 0 0 142394 2722918 14 80 6 0 0
查看上下文切换次数升级到200多万,而就绪队列达到了10,us和sy的和达到了100%,sy的占用率80多,肯定有大量的CPU竞争。重点的次数也达到了1W多。
综合分析,就绪队列过长,导致的大量进程上下文切换,从而导致系统CPU占用率更高。
查看进程
pidstat -w -u 1 查看进程上下文切换数据
qxlxi@qxlxi:~$ pidstat -w -u 1
Linux 5.4.0-100-generic (qxlxi) 09/23/2023 _aarch64_ (2 CPU)12:51:09 PM UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
12:51:10 PM 1000 1699 0.98 0.00 0.00 0.00 0.98 0 gvfs-afc-volume
12:51:10 PM 0 489611 28.43 160.78 0.00 0.00 189.22 0 sysbench
12:51:10 PM 1000 489646 0.00 0.98 0.00 0.00 0.98 1 pidstat12:51:09 PM UID PID cswch/s nvcswch/s Command
12:51:10 PM 0 10 2.94 0.00 rcu_sched
12:51:10 PM 0 18 0.98 0.00 ksoftirqd/1
12:51:10 PM 0 382 0.98 0.00 kworker/1:1H-kblockd
12:51:10 PM 1000 1615 1.96 0.00 systemd
12:51:10 PM 0 60439 0.98 0.00 multipathd
12:51:10 PM 0 487195 6.86 0.00 kworker/0:1-events
12:51:10 PM 0 488871 5.88 0.00 kworker/1:1-events
12:51:10 PM 0 489585 0.98 0.00 kworker/u4:2-events_freezable_power_
12:51:10 PM 1000 489646 0.98 53.92 pidstat12:51:10 PM UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
12:51:11 PM 128 1420 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0 gnome-shell
12:51:11 PM 0 489611 26.00 161.00 0.00 0.00 187.00 0 sysbench12:51:10 PM UID PID cswch/s nvcswch/s Command
12:51:11 PM 0 10 8.00 0.00 rcu_sched
12:51:11 PM 0 18 3.00 0.00 ksoftirqd/1
12:51:11 PM 128 1420 3.00 12.00 gnome-shell
12:51:11 PM 1000 1615 2.00 0.00 systemd
12:51:11 PM 1000 1888 3.00 8.00 gnome-shell
12:51:11 PM 0 60439 1.00 0.00 multipathd
12:51:11 PM 0 487195 7.00 0.00 kworker/0:1-events
12:51:11 PM 0 487397 47.00 0.00 kworker/u4:1-events_unbound
12:51:11 PM 1000 488358 10.00 0.00 sshd
12:51:11 PM 0 488871 4.00 0.00 kworker/1:1-events
12:51:11 PM 0 489585 206.00 0.00 kworker/u4:2-events_unbound
12:51:11 PM 1000 489646 1.00 253.00 pidstat12:51:11 PM UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
12:51:12 PM 0 489611 19.00 169.00 0.00 0.00 188.00 0 sysbench
12:51:12 PM 1000 489646 0.00 1.00 0.00 1.00 1.00 1 pidstat12:51:11 PM UID PID cswch/s nvcswch/s Command
12:51:12 PM 0 10 4.00 0.00 rcu_sched
12:51:12 PM 0 18 10.00 0.00 ksoftirqd/1
12:51:12 PM 1000 1615 2.00 0.00 systemd
12:51:12 PM 1000 2130 1.00 0.00 evolution-alarm
12:51:12 PM 0 60439 1.00 0.00 multipathd
12:51:12 PM 0 487195 4.00 0.00 kworker/0:1-events
12:51:12 PM 0 487397 165.00 0.00 kworker/u4:1-events_unbound
12:51:12 PM 1000 488358 18.00 0.00 sshd
12:51:12 PM 0 488871 5.00 0.00 kworker/1:1-events
12:51:12 PM 0 489585 113.00 0.00 kworker/u4:2-events_freezable_power_
12:51:12 PM 1000 489646 1.00 289.00 pidstat12:51:12 PM UID PID %usr %system %guest %wait %CPU CPU Command
12:51:13 PM 0 489611 27.00 158.00 0.00 0.00 185.00 0 sysbench12:51:12 PM UID PID cswch/s nvcswch/s Command
12:51:13 PM 0 10 5.00 0.00 rcu_sched
12:51:13 PM 0 11 1.00 0.00 migration/0
12:51:13 PM 0 17 1.00 0.00 migration/1
12:51:13 PM 0 18 1.00 0.00 ksoftirqd/1
12:51:13 PM 1000 1615 2.00 0.00 systemd
12:51:13 PM 0 60439 1.00 0.00 multipathd
12:51:13 PM 0 487195 8.00 0.00 kworker/0:1-events
12:51:13 PM 0 487397 96.00 0.00 kworker/u4:1-flush-253:0
12:51:13 PM 1000 488358 15.00 0.00 sshd
12:51:13 PM 0 488871 5.00 0.00 kworker/1:1-events
12:51:13 PM 0 489585 165.00 0.00 kworker/u4:2-events_unbound
12:51:13 PM 1000 489646 1.00 258.00 pidstat
从图中可以发现,切换较多的自愿上下文切换是进程 kworker/u4:2-events_unbound,而这里只是显示的是进程的上下文切换,而CPU在运行的是时候, Linux 调度的基本单位实际上是线程
pidstat -wt 1 可以查看线程的指标1:06:41 PM UID TGID TID cswch/s nvcswch/s Command
01:06:43 PM 0 1 - 0.92 0.00 systemd
01:06:43 PM 0 - 1 0.92 0.00 |__systemd
01:06:43 PM 0 10 - 19.27 0.00 rcu_sched
01:06:43 PM 0 - 10 19.27 0.00 |__rcu_sched
01:06:43 PM 0 18 - 8.26 0.00 ksoftirqd/1
01:06:43 PM 0 - 18 8.26 0.00 |__ksoftirqd/1
01:06:43 PM 0 382 - 0.92 0.00 kworker/1:1H-kblockd
01:06:43 PM 0 - 382 0.92 0.00 |__kworker/1:1H-kblockd
01:06:43 PM 0 - 937 0.92 0.00 |__gmain
01:06:43 PM 128 - 1300 0.92 0.00 |__gvfs-afc-volume
01:06:43 PM 128 - 1422 0.92 0.00 |__gmain
01:06:43 PM 1000 1615 - 1.83 0.00 systemd
01:06:43 PM 1000 - 1615 1.83 0.00 |__systemd
01:06:43 PM 1000 - 1700 0.92 0.00 |__gvfs-afc-volume
01:06:43 PM 1000 1708 - 3.67 0.00 Xorg
01:06:43 PM 1000 - 1708 3.67 0.00 |__Xorg
01:06:43 PM 1000 1888 - 2.75 0.00 gnome-shell
01:06:43 PM 1000 - 1888 2.75 0.00 |__gnome-shell
01:06:43 PM 1000 - 1900 0.92 0.00 |__gmain
01:06:43 PM 1000 - 2336 0.92 0.00 |__gmain
01:06:43 PM 1000 - 2745 0.92 0.00 |__gmain
01:06:43 PM 0 - 56981 0.92 0.00 |__gmain
01:06:43 PM 0 60439 - 0.92 0.00 multipathd
01:06:43 PM 0 - 60439 0.92 0.00 |__multipathd
01:06:43 PM 0 - 60443 0.92 0.00 |__multipathd
01:06:43 PM 0 487397 - 0.92 0.00 kworker/u4:1-events_freezable_power_
01:06:43 PM 0 - 487397 0.92 0.00 |__kworker/u4:1-events_freezable_power_
01:06:43 PM 1000 489904 - 1.83 0.00 baobab
01:06:43 PM 1000 - 489904 1.83 0.00 |__baobab
01:06:43 PM 0 490271 - 7.34 0.00 kworker/0:2-events
01:06:43 PM 0 - 490271 7.34 0.00 |__kworker/0:2-events
01:06:43 PM 0 490366 - 3.67 0.00 kworker/1:3-events
01:06:43 PM 0 - 490366 3.67 0.00 |__kworker/1:3-events
01:06:43 PM 0 - 490582 37280.73 249111.93 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490583 30613.76 227590.83 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490584 42267.89 214733.03 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490585 36483.49 247768.81 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490586 35252.29 251989.91 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490587 35150.46 240639.45 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490588 33030.28 207896.33 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490589 34731.19 233100.00 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490590 39934.86 232202.75 |__sysbench
01:06:43 PM 0 - 490591 36001.83 261024.77 |__sysbench
01:06:43 PM 0 490592 - 0.92 2479.82 pidstat
01:06:43 PM 0 - 490592 0.92 2502.75 |__pidstat
到此,我们就分析出,上下文切换过多的进程是kworker。但是还有一个中断次数过多的问题。
因为中断是发生在内核中的,所以我们需要通过/proc中的信息进行查看。
watch -d cat /proc/interrupts
小结
本篇主要介绍了查看上下文切换的几个常用命令,分别是
vmstat 5 //总体监控
pidstat -w 5 //进程监控
pidstat -w -u 1 //-w 参数表示输出进程切换指标,而 -u 参数则表示输出 CPU 使用指标
pidstat -wt 1 // -wt 参数表示输出线程的上下文切换指标
watch -d cat /proc/interrupts //内核中断指标
而自愿上下文切换边多,说明进程在等待资源,可能发生了IO问题
非自愿上下文切换过多,说明进程在被强制调度,争抢CP
中断次数过多,说明CPU被中断程序占用
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react多条件查询
1、声明一个filter常量 2.filter接受(condition,data)两个参数 3、调用data里面的filter进行筛选 4、任意一个item当筛选条件 5、使用object.key获取对象所有key 6、对每个key使用Array.prototype.every()方法判断是否满足条…...
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2023/09/17
文章目录 1. vscode展开所有代码快捷键ctrl k j2. git删除所有stash或指定stash git stash drop [可选stash名]3. vue在函数默认参数后增加新参数4. git push 添加“-u”参数5. vscode快捷输入符号$的使用6. WebGL之什么是GLB&GLTF文件?7. WebGL之什么是HDR&a…...
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Linux centos7压缩包安装mysql-8.0.34 并设置开机自启
下载安装解包 并解压 wget https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQL-8.0/mysql-8.0.34-linux-glibc2.12-x86_64.tar.xztar -xf mysql-8.0.34-linux-glibc2.12-x86_64.tar.xzmv mysql-8.0.34-linux-glibc2.12-x86_64 /usr/local/mysql初始化数据及安装操作 配置mysql配置文…...
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iOS——present相关属性以及dismiss多级的方法
push和present 两者的区别 push: push由视图栈控制,每一个视图都入栈,调用之前的视图则需要出栈,可返回任意一层,一般用于同一业务不同界面之间的切换。 push是由UINavigationController管理的视图控制器堆栈,在wind…...
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MinDoc v0.4:轻量级文档在线管理系统
导读SmartWiki 是基于 PHP 框架 laravel 开发的一款文档管理系统。因 PHP 的部署对普通用户来说太复杂,所以改用 Golang 开发。可以方便用户部署和实用。 MinDoc 是一款针对IT团队开发的简单好用的文档管理系统。MinDoc 的前身是 SmartWiki 文档系统。开发缘起是公…...
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Appium 全新 2.0 全新跨平台生态,版本特性抢鲜体验!
关于Appium V2 Appium V2 beta版本在2021年发布,从2022年1月1号开始,Appium核心团队不会再维护Appium 1.x版本了,所有近期官方发布的平台驱动(如Android平台的UIAutomator,IOS平台的XCUITest)不再兼容Appi…...
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Opencv 4.5.5 linux contrib编译
https://github.com/opencv/opencv/releases https://github.com/opencv/opencv_contrib/releases/tag/4.7.0 版本要一模一样 下载4.5.5的源码 # 0. 将contrib文件夹移动到opencv文件夹中去 mkdir build cd build# 1. cmake生成配置文件,其中OPENCV_EXTRA_MODUL…...
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Windows 11 家庭中文版添加本地安全策略
一、报错 Windows11中打开本地组策略编辑器(cmd中输入gpedit.msc),报错: 二、解决 1、新建txt文件,文件名任意,将下面的内容复制粘贴进去。2、将文件后缀名由txt改为cmd。3、以管理员身份执行该cmd文件,安装本地安全…...
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TCP三次握手四次挥手
一、三次握手 1.概念: 三次握手是指在建立一个TCP连接时,客户端和服务端一共会发送三个报文段。 Seq 序列号 保障传输过程可靠。 ACK (确认消息) SYN (在建立TCP连接的时候使用) FIN …...
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C语言基础-结构体
结构体类型的声明 结构是一些值的集合,这些值称为成员变量,结构的每个成员可以是不同类型的变量 数组:一组相同类型元素的集合 结构体:其实是一组不一定相同类型元素的集合 //结构声明 // struct tag //tag根据实际情况给名字…...
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Codeforces Round 848 (Div. 2)C
B. The Forbidden Permutation 一定要注意题目中说的是对于all i满足才算不好的,我们做的时候只要破坏一个i这个a就不算好的了,被这一点坑了,没注意到all。 #include <bits/stdc.h>using namespace std; typedef long long LL; const int N 2e5 …...
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数据分发服务DDS
文章目录 DDS技术的特点和优势DDS数据分发服务在车载控制器上的应用 DDS技术的特点和优势 DDS(Data Distribution Service)技术是一种实时数据分发服务,它是一种基于发布/订阅模式的中间件,用于在分布式系统中实现高性能、可扩展…...
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Linux 文件 目录管理 链接
Linux 文件 基本属性 Linux 系统是一种典型的多用户系统,为了保护系统的安全性,不同的用户拥有不同的地位和权限。Linux 系统对不同的用户访问同一文件(包括目录文件)的权限做了不同的规定。 可以使用命令:ll 或 ls –…...
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R统计绘图-线性混合效应模型详解(理论、模型构建、检验、选择、方差分解及结果可视化)
目录 一、 基础理论 二、数据准备 三、构建线性混合效应模型(LMMs) 3.1 lme4线性混合效应模型formula 3.2 随机截距模型构建及检验 3.3 随机截距模型分析结果解释及可视化 3.4 随机斜率模型构建、检验及可视化 四、线性混合效应模型选择 4.1 多模型比较 4.2 模型最优子…...
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钾和钠含量
声明 本文是学习GB-T 397-2022 商品煤质量 炼焦用煤. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们 1 范围 本文件规定了炼焦用商品煤产品质量等级和技术要求、试验方法、检验规则、标识、运输及贮存。 本文件适用于生产、加工、储运、销售、使用…...
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Linux离线安装elasticsearch|header|kibna插件最详细
1.准备软件安装包 [hadoophost152 elasticsearch]$ ll -rw-r--r--. 1 hadoop hadoop 515807354 9月 23 23:40 elasticsearch-8.1.1-linux-x86_64.tar.gz -rw-r--r--. 1 hadoop hadoop 1295593 9月 23 23:48 elasticsearch-head-master.tar.gz -rw-r--r--. 1 hadoop hadoop…...
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酉阳网站建设/软文大全800字
在运行程序的时候,我们一般可以进行run configuration的配置,就比如tomcat源码导入eclipse之后,我们可以发现其运行配置如下: 其中Program arguments配置的元素就是我们传入main方法的字符串数组,而VM arguments其实就…...
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门诊部网站建设/培训机构营业执照如何办理
评论:核心点,一个云的基本概念 二是,一个非主流云服务商的寻找的技术点。 三. 团队文化认同比较强。 转: http://www.infoq.com/cn/news/2015/08/meituan-MOS 在饭否上偶尔看到.rex发美团云的促销信息,“啊呀…...
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做一个app需要多少钱一个/博客seo怎么做
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include<time.h> #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0#define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */ typedef int ElemType; /* ElemType类型根据实际情况而定,这里假设为in…...
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解析到网站怎样做/电话销售外呼系统软件
Node 内存使用问题一般后端开发语言中,在内存使用上没有什么限制。然而在 node 中使用的话会发现只能使用部分。v8 在 64 位系统下只能使用 1.4GB 内存,在 32 位系统下只能使用 0.7GB 内存。复制代码导致的问题:Node 无法直接操作大文件对象。…...
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广州番禺电缆集团有限公司/seo经理招聘
friendships 音乐转载于:https://www.cnblogs.com/onelikeone/p/8835815.html...
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有什么免费做h5的素材网站/李江seo
自动驾驶下半场,竞争规则已经改写,规模化与商业化成为了关键指标。 一直以来,自动驾驶困囿于数量有限的特定场景、范围有限的测试路段与数量有限的车队规模,同时如何跳出规模化投放所带来的持续烧钱模式,依旧是自动驾…...