Neste artigo, vamos explicar uma das tarefas administrativas críticas do sistema Linux – o monitoramento de desempenho em relação ao carregamento do sistema/CPU e às médias de carregamento.
Antes de avançarmos, vamos entender essas duas frases importantes em todos os sistemas Unix-like:
- Carregamento do sistema/Carregamento do CPU – é uma medição de sobreutilização ou subutilização do CPU em um sistema Linux; o número de processos que estão sendo executados pelo CPU ou em estado de espera.
- Média de carregamento – é a média de carregamento do sistema calculada em determinado período de tempo de 1, 5 e 15 minutos.
No Linux, a média de carregamento é tecnicamente considerada ser a média de processos na fila de execução do kernel marcados como executando ou não interrompíveis.
Observe que:
- Quase todos os sistemas abastecidos por Linux ou outros sistemas Unix-like mostrarão os valores de média de carregamento em algum lugar para o usuário.
- A downright idle Linux system may have a load average of zero, excluding the idle process.
- Quase todos os sistemas Unix-like contam apenas processos em estado executando ou em espera. Mas não é o caso com o Linux, que inclui processos em estados de sono não interrompível; aqueles que estão esperando por outros recursos de sistema, como I/O de disco, etc.
Como monitorar a Média de Carregamento do Sistema Linux
Existem muitas formas de monitorar a média de carregamento do sistema, incluindo o uptime, que mostra quanto tempo o sistema estava rodando, o número de usuários juntamente com as médias de carregamento:
$ uptime 07:13:53 up 8 days, 19 min, 1 user, load average: 1.98, 2.15, 2.21
Os números são lidos da esquerda para a direita, e a saída acima significa que:
- a média de carregamento no último 1 minuto é de 1,98.
- média de carga no último 5 minutos é 2.15
- média de carga no último 15 minutos é 2.21
Médias de carga altas implicam que um sistema está sobrecarregado; muitos processos estão esperando por tempo de CPU.
Nós descobriremos isso na próxima seção em relação ao número de núcleos de CPU. Além disso, podemos usar também outras ferramentas bem conhecidas, como o top e o glances, que mostram o estado em tempo real de um sistema Linux em execução, além de muitas outras ferramentas:
Comando Top
$ top
top - 12:51:42 up 2:11, 1 user, load average: 1.22, 1.12, 1.26
Tasks: 243 total, 1 running, 242 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 17.4 us, 2.9 sy, 0.3 ni, 74.8 id, 4.6 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
KiB Mem : 8069036 total, 388060 free, 4381184 used, 3299792 buff/cache
KiB Swap: 3906556 total, 3901876 free, 4680 used. 2807464 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
6265 tecmint 20 0 1244348 170680 83616 S 13.3 2.1 6:47.72 Headset
2301 tecmint 9 -11 640332 13344 9932 S 6.7 0.2 2:18.96 pulseaudio
2459 tecmint 20 0 1707692 315628 62992 S 6.7 3.9 6:55.45 cinnamon
2957 tecmint 20 0 2644644 1.035g 137968 S 6.7 13.5 50:11.13 firefox
3208 tecmint 20 0 507060 52136 33152 S 6.7 0.6 0:04.34 gnome-terminal-
3272 tecmint 20 0 1521380 391324 178348 S 6.7 4.8 6:21.01 chrome
6220 tecmint 20 0 1595392 106964 76836 S 6.7 1.3 3:31.94 Headset
1 root 20 0 120056 6204 3964 S 0.0 0.1 0:01.83 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd
3 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.10 ksoftirqd/0
5 root 0 -20 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0H
....
Ferramenta Glances
$ glances
TecMint (LinuxMint 18 64bit / Linux 4.4.0-21-generic) Uptime: 2:16:06
CPU 16.4% nice: 0.1% LOAD 4-core MEM 60.5% active: 4.90G SWAP 0.1%
user: 10.2% irq: 0.0% 1 min: 1.20 total: 7.70G inactive: 2.07G total: 3.73G
system: 3.4% iowait: 2.7% 5 min: 1.16 used: 4.66G buffers: 242M used: 4.57M
idle: 83.6% steal: 0.0% 15 min: 1.24 free: 3.04G cached: 2.58G free: 3.72G
NETWORK Rx/s Tx/s TASKS 253 (883 thr), 1 run, 252 slp, 0 oth sorted automatically by cpu_percent, flat view
enp1s0 525Kb 31Kb
lo 2Kb 2Kb CPU% MEM% VIRT RES PID USER NI S TIME+ IOR/s IOW/s Command
wlp2s0 0b 0b 14.6 13.3 2.53G 1.03G 2957 tecmint 0 S 51:49.10 0 40K /usr/lib/firefox/firefox
7.4 2.2 1.16G 176M 6265 tecmint 0 S 7:08.18 0 0 /usr/lib/Headset/Headset --type=renderer --no-sandbox --primordial-pipe-token=879B36514C6BEDB183D3E4142774D1DF --lan
DISK I/O R/s W/s 4.9 3.9 1.63G 310M 2459 tecmint 0 R 7:12.18 0 0 cinnamon --replace
ram0 0 0 4.2 0.2 625M 13.0M 2301 tecmint -11 S 2:29.72 0 0 /usr/bin/pulseaudio --start --log-target=syslog
ram1 0 0 4.2 1.3 1.52G 105M 6220 tecmint 0 S 3:42.64 0 0 /usr/lib/Headset/Headset
ram10 0 0 2.9 0.8 409M 66.7M 6240 tecmint 0 S 2:40.44 0 0 /usr/lib/Headset/Headset --type=gpu-process --no-sandbox --supports-dual-gpus=false --gpu-driver-bug-workarounds=7,2
ram11 0 0 2.9 1.8 531M 142M 1690 root 0 S 6:03.79 0 0 /usr/lib/xorg/Xorg :0 -audit 0 -auth /var/lib/mdm/:0.Xauth -nolisten tcp vt8
ram12 0 0 2.6 0.3 79.3M 23.8M 9651 tecmint 0 R 0:00.71 0 0 /usr/bin/python3 /usr/bin/glances
ram13 0 0 1.6 4.8 1.45G 382M 3272 tecmint 0 S 6:25.30 0 4K /opt/google/chrome/chrome
...
As médias de carga mostradas por essas ferramentas são lida da /proc/loadavg arquivo, que você pode ver usando o comando cat como abaixo:
$ cat /proc/loadavg 2.48 1.69 1.42 5/889 10570
Para monitorar médias de carga em formato de gráfico, confira: ttyload – Mostra um Gráfico de Cores da Média de Carga Linux no Terminal
Em máquinas de desktop, há ferramentas de interface gráfica que podemos usar para ver médias de carga do sistema.
Entendendo a Média de Carga do Sistema em Relação ao Número de CPUs
Não podemos possivelmente explicar a carga do sistema ou o desempenho do sistema sem fazer uma luz sobre o impacto do número de núcleos de CPU no desempenho.
Multi-processador Vs Multi-núcleo
- Multi-processador – é onde dois ou mais processadores físicos são integrados em um único sistema computacional.
- Processador multi-núcleo – é um único processador físico que tem, pelo menos, dois ou mais núcleos separados (ou o que também podemos referir como unidades de processamento) que trabalham em paralelo. Significando que um dual-core tem 2 unidades de processamento, um quad-core tem 4 unidades de processamento e assim por diante.
Além disso, existe também uma tecnologia de processador que foi primeiro introduzida pela Intel para melhorar a computação em paralelo, referida como hyperthreading.
sob hyperthreading, um único núcleo físico de CPU aparece como dois núcleos lógicos de CPU para um sistema operacional (mas, na realidade, existe um único componente de hardware físico).
Observe que um único núcleo de CPU pode executar apenas uma tarefa por vez, portanto, tecnologias como vários CPUs/processadores, multi-núcleo de CPU e hyper-threading foram concebidas.
Com mais de um CPU, vários programas podem ser executados simultaneamente. Os CPUs Intel de hoje em dia usam uma combinação de ambos os núcleos múltiplos e tecnologia de hyper-threading.
Para encontrar o número de unidades de processamento disponíveis em um sistema, podemos usar os comandos nproc ou lscpu da seguinte forma:
$ nproc 4 OR lscpu
Outra maneira de encontrar o número de unidades de processamento usando o comando grep como mostrado.
$ grep 'model name' /proc/cpuinfo | wc -l 4
Agora, para entender melhor a carga do sistema, faremos algumas suposições. Digamos que tenhamos as médias de carga abaixo:
23:16:49 up 10:49, 5 user, load average: 1.00, 0.40, 3.35
Em um sistema de um único núcleo, isso significaria:
- A CPU foi totalmente (100%) utilizada em média; 1 processo estava sendo executado na CPU (1.00) nos últimos 1 minuto.
- A CPU ficou ociosa em 60% em média; nenhum processo estava esperando por tempo de CPU (0.40) nos últimos 5 minutos.
- A CPU ficou sobrecarregada em 235% em média; 2.35 processos estavam esperando por tempo de CPU (3.35) nos últimos 15 minutos.
Em um sistema de dois núcleos, isso significaria:
- Um dos CPUs estava 100% ocioso em média, um dos CPUs estava sendo usado; nenhum processo estava esperando por tempo de CPU (1.00) nos últimos 1 minuto.
- Os CPUs ficaram ociosos em 160% em média; nenhum processo estava esperando por tempo de CPU (0.40) nos últimos 5 minutos.
- Os CPUs ficaram sobrecarregados em 135% em média; 1.35 processos estavam esperando por tempo de CPU (3.35) nos últimos 15 minutos.
Você também pode gostar:
- 20 Ferramentas de Linha de Comando para Monitorar o Desempenho do Linux – Parte 1
- 13 Ferramentas de Monitoramento de Desempenho do Linux – Parte 2
- Perf- Uma ferramenta de monitoramento e análise de desempenho para Linux
- Nmon: Analisar e monitorar o desempenho do sistema Linux
Em conclusão, se você é um administrador de sistemas, as médias de carga alta são um motivo real de preocupação. Quando estão altas, acima do número de núcleos de CPU, isso significa alta demanda para as CPUs, e médias de carga baixas abaixo do número de núcleos de CPU nos indicam que as CPUs estão subutilizadas.
Source:
https://www.tecmint.com/understand-linux-load-averages-and-monitor-performance/