Загрузка процессора Linux

Чтобы узнать хватает ли мощности процессора вашему серверу или компьютеру надо посмотреть загрузку процессора в данный момент или за последнее время. Это значение показывает на сколько процентов используется вычислительная мощность процессора.

В этой статье мы рассмотрим несколько способов решения этой задачи с помощью привычных системных утилит и более сложных инструментов.

Содержание статьи

• Как посмотреть загрузку процессора в Linux
  • 1. Утилита htop
  • 2. Файл /proc/loadavg
  • 3. Утилита mpstat
  • 4. Команда nmon
  • 5. CoreFreq
• Выводы

Как посмотреть загрузку процессора в Linux

1. Утилита htop

Самый простой способ узнать насколько процессор загружен в данный момент - воспользоваться утилитой htop. Она показывает не только процент загрузки по каждому ядру процессора отдельно, но и позволяет найти процессы, которые нагружают систему больше всего. Для установки htop в Debian или Ubuntu выполните:

sudo apt install htop

А в CentOS или REHL:

sudo yum install htop

Главное окно программы выглядит вот так:

Здесь в верхней части окна выводится загрузка ядер процессора в виде наглядных шкал, а ниже процессы. В данном примере у процессора 12 ядер и каждое из них загружено не больше чем на один процент.

2. Файл /proc/loadavg

Если надо сориентироваться какая была нагрузка на процессор в последнее время, тут htop не поможет. Можно воспользоваться файлом /proc/loadavg. Его создаёт ядро и в нём содержится информация о средней нагрузке за одну, пять и пятнадцать минут. Но обратите внимание, данные, находящиеся в этом файле не такие однозначные. Во первых, это не проценты, во вторых, они отображают не нагрузку на процессор, а нагрузку на систему в целом.

Первые три значения в этом файле означают среднее количество процессов или потоков, которые выполняются, находятся в очереди на выполнение или ждут завершения операций ввода/вывода за 1, 5 и 15 минут. Вот:

cat /proc/loadavg

Обычно, если значение больше единицы - значит нагрузка уже большая и надо разбираться почему. Если значение за минуту меньше значений за пять и пятнадцать минут - нагрузка падает, если больше - растёт. Таким образом можно немного сориентироваться насколько загружена ваша система.  Эти значения можно использовать для общего ориентирования или отправки уведомлений на почту, а для разбора полётов уже применять другие метрики и программы.

Четвертое значение здесь - это количество процессов - выполняемых в данный момент, обычно соответствует количеству процессоров, следующее число через слеш - это общее количество таких процессов в системе. Последнее значение - PID последнего созданного процесса.

3. Утилита mpstat

Утилита mpstat позволяет посмотреть подробную статистику по использованию процессора. Можно посмотреть не только информацию по каждому из ядер, но и куда используются ресурсы - на ввод/вывод, ядро или программы пространства пользователя. Для установки программы в Ubuntu или Debian выполните:

sudo apt install sysstat

В CentOS или REHL:

sudo yum install sysstat

Для просмотра общей информации выполните такую команду:

mpstat

А для просмотра подробностей по каждому ядру процессора используйте опцию -P с параметром ALL:

mpstat -P ALL

Вот значения колонок в выводе этой программы:

• CPU - номер ядра процессора;
• %usr - потребление программами пространства пользователя;
• %nice - потребление ресурсов в процентах программами в пространстве пользователя с повышенным приоритетом;
• %sys - потребление ресурсов процессора ядром;
• %iowait - затраты на ожидание ввода/вывода;
• %irq - ресурсы, потраченные на прерывания для работы с аппаратным обеспечением;
• %soft - ресурсы, потраченные на программные прерывания;
• %steal - украденные процессорные ресурсы, актуально для виртуальных машин;
• %guest - ресурсы, потраченные на работу виртуального процессора;
• %idle - неиспользованные ресурсы.

Как видите, в данном случае нагрузка на процессор не достигает даже трех процента для некоторых ядер.

4. Команда nmon

Утилита nmon позволяет выводить данные, в виде, похожем на htop, но только немного подробнее. Для установки её в Ubuntu и Debian выполните:

sudo apt install nmon

Для установки в CentOS или REHL:

sudo yum install nmon

Затем запустите:

nmon

После запуска надо нажать кнопку c для того чтобы отобразить информацию о нагрузке на ядра процессора:

Здесь кроме наглядной шкалы по каждому ядру выводится информация в процентах по таким показателям:

• User% - ресурсы, потраченные программами в пространстве пользователя;
• Sys% - ресурсы, потраченные ядром;
• Wait% - ресурсы, которые идут на ожидание ввода/вывода;

Здесь уже можно сориентироваться насколько всё загружено и в чём проблема.

5. CoreFreq

Если всей полученной ранее информации о производительности вам мало, можно воспользоваться утилитой CoreFreq. Её нет в официальных репозиториях, поэтому придется собирать программу из исходников. Но зато она имеет свой модуль ядра, который устанавливает свои счетчики производительности в ядре и возвращает утилите наиболее подробные данные. Сначала установите необходимые компоненты. В Ubuntu:

sudo apt install dkms git libpthread-stubs0-dev

В CentOS или REHL:

sudo yum group install 'Development Tools'

Затем скачайте репозиторий утилиты с GitHub и соберите её:

git clone https://github.com/cyring/CoreFreq.git

cd CoreFreq

make

Загрузите модуль ядра такой командой:

sudo insmod corefreqk.ko

Запустите её сервис:

./corefreqd &

Затем запускайте программу:

./corefreq-cli

Вверху программы отображается информация о процессоре, ниже шкалы с загруженностью каждого ядра, а её ниже различные показатели по каждому ядру: частота - Freq, ускорение - Turbo,  C0-C7 - значения состояний C-State процессора. В данном примере, большинство ядер процессора работают на минимальной частоте и большую часть времени находятся в состоянии C1. Это состояние означает, что ядро не активно, но может в любой момент перейти к выполнению инструкций. Состояние C0 - означает, что ядро активно и выполняет какие-то действия.

С помощью этой утилиты вы сможете узнать максимально подробную информацию о загрузке процессора и о самом процессоре в целом.

Выводы

В этой небольшой статье мы рассмотрели как определяется загрузка процессора Linux с помощью различных утилит. Как системных, так и сторонних. А какие утилиты для таких целей используете вы? Напишите в комментариях!