斯蒂文·梅納
回復(fù)
馬克·斯蒂文·約翰遜 : 本文來自微信眾號：開發(fā)內(nèi)修煉 （ID：kfngxl），作者：張彥 allen大家好，我是飛！負(fù)載是查看 Linux 服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)很常用的一個能指標(biāo)。在觀線上服務(wù)器運(yùn)狀況的時候，們也是經(jīng)常把載找出來看一。在線上請求力過大的時候經(jīng)常是也伴隨負(fù)載的飆高。是負(fù)載的原理真的理解了嗎我來列舉幾個題，看看你對載的理解是否夠的深刻。負(fù)是如何計(jì)算出的?負(fù)載高低和 CPU 消耗正相關(guān)嗎？內(nèi)是如何暴露負(fù)數(shù)據(jù)給應(yīng)用層？如果你對以問題的理解還捏不是很準(zhǔn)，么飛哥今天就你來深入地了一下 Linux 中的負(fù)載！一、理解負(fù)載看過程我們經(jīng)用 top 命令查看 Linux 系統(tǒng)的負(fù)載情況。一個型的 top 命令輸出的負(fù)如下所示。#?topLoad?Avg:?1.25,?1.30,?1.95??...........輸出中的 Load Avg 就是我們常說負(fù)載，也叫系平均負(fù)載。因單純某一個瞬的負(fù)載值并沒太大意義。所 Linux 是計(jì)算了過去段時間內(nèi)的平值，這三個數(shù)別代表的是過 1 分鐘、過去 5 分鐘和過去 15 分鐘的平均負(fù)載。那么 top 命令展示的數(shù)據(jù)數(shù)是如何來呢？事實(shí)上，top 命令里的負(fù)載值是從 /proc/ loadavg 這個偽文件里的。通過 strace 命令跟蹤 top 命令的系統(tǒng)調(diào)可以看的到這過程。#?strace?topopenat(AT_FDCWD,?"/proc/loadavg",?O_RDONLY)?=?7內(nèi)核中定義了 loadavg 這個偽文件的 open 函數(shù)。當(dāng)用戶態(tài)訪 /proc/ loadavg 會觸發(fā)內(nèi)核定義的函數(shù)，這里會讀取內(nèi)中的平均負(fù)載量，簡單計(jì)算便可展示出來整體流程如下所示。我們根上述流程圖再開了看下。偽件 /proc/ loadavg 在 kernel 中定義是在 /fs/ proc / loadavg.c 中。在該文件中會建 /proc/ loadavg，并為其指定操作方法 loadavg_proc_fops。//file:?fs/proc/loadavg.cstatic?int?__init?proc_loadavg_init(void){?proc_create("loadavg",?0,?NULL,?&loadavg_proc_fops);?return?0;}在 loadavg_proc_fops 中包含了打開文件時對應(yīng)的作方法。//file:?fs/proc/loadavg.cstatic?const?struct?file_operations?loadavg_proc_fops?=?{?.open??=?loadavg_proc_open,?};當(dāng)在用戶態(tài)打開 /proc/ loadavg 文件時，都會用 loadavg_proc_fops 中的 open 函數(shù)指針 - loadavg_proc_open。loadavg_proc_open 接下來會調(diào)用 loadavg_proc_show 進(jìn)行處理，核心的算是在這里完的。//file:?fs/proc/loadavg.cstatic?int?loadavg_proc_show(struct?seq_file?*m,?void?*v){?unsigned?long?avnrun[3];?//獲取平均負(fù)載值?get_avenrun(avnrun,?FIXED_1/200,?0);?//打印輸出平均負(fù)?seq_printf(m,?"%lu.%02lu?%lu.%02lu?%lu.%02lu?%ld/%d?%d\n",??LOAD_INT(avnrun[0]),?LOAD_FRAC(avnrun[0]),??LOAD_INT(avnrun[1]),?LOAD_FRAC(avnrun[1]),??LOAD_INT(avnrun[2]),?LOAD_FRAC(avnrun[2]),??nr_running(),?nr_threads,??task_active_pid_ns(current)-last_pid);?return?0;}在 loadavg_proc_show 函數(shù)中做了兩件事。調(diào)用 get_avenrun 讀取當(dāng)前負(fù)載值將均負(fù)載值按照定的格式打印出在上面的源中，大家看到 FIXED_1/200、LOAD_INT、LOAD_FRAC 等奇奇怪怪的定義，碼寫的這么猥是因?yàn)閮?nèi)核中沒有 float、double 等浮點(diǎn)數(shù)類型，而是用整來模擬的。這代碼都是為了整數(shù)和小數(shù)之轉(zhuǎn)化使的。知這個背景就行，不用過度展剖析。這樣用通過訪問 /proc/ loadavg 文件就可以讀取內(nèi)核計(jì)算的負(fù)數(shù)據(jù)了。其中取 get_avenrun 只是在訪問 avenrun 這個全局?jǐn)?shù)組已。//file:kernel/sched/core.cvoid?get_avenrun(unsigned?long?*loads,?unsigned?long?offset,?int?shift){?loads[0]?=?(avenrun[0]?+?offset)??shift;?loads[1]?=?(avenrun[1]?+?offset)??shift;?loads[2]?=?(avenrun[2]?+?offset)??shift;}現(xiàn)在可以總結(jié)下我們開篇中一個問題:?內(nèi)核是如何暴露載數(shù)據(jù)給應(yīng)用的？內(nèi)核定義一個偽文件 /proc/ loadavg，每當(dāng)用戶打開個文件的時候內(nèi)核中的 loadavg_proc_show 函數(shù)就會被調(diào)用到，接著問 avenrun 全局?jǐn)?shù)組變量 并將平均負(fù)載從整數(shù)轉(zhuǎn)為小數(shù)，并打出來。好了，外一個新問題來了，avenrun 全局?jǐn)?shù)組變量中存儲數(shù)據(jù)是何時，是被如何計(jì)算來的呢？二、核中負(fù)載的計(jì)過程接上小節(jié)我們繼續(xù)查看 avenrun 全局?jǐn)?shù)組變量的數(shù)據(jù)來源。個數(shù)組的計(jì)算程分為如下兩：1.PerCPU 定期匯總瞬時負(fù)載：定刷新每個 CPU 當(dāng)前任務(wù)數(shù)到 calc_load_tasks，將每個 CPU 的負(fù)載數(shù)據(jù)匯總起，得到系統(tǒng)當(dāng)的瞬時負(fù)載。2.定時計(jì)算系統(tǒng)平均負(fù)載：定器根據(jù)當(dāng)前系整體瞬時負(fù)載使用指數(shù)加權(quán)動平均法（一高效計(jì)算平均的算法）計(jì)算去 1 分鐘、過去 5 分鐘、過去 15 分鐘的平均負(fù)。接下來我們成兩個小節(jié)來別介紹。2.1 PerCPU 定期匯總負(fù)載在 Linux 內(nèi)核中，有一個子系統(tǒng)叫做間子系統(tǒng)。在間子系統(tǒng)里，始化了一個叫分辨率的定時。在該定時器會定時將每個 CPU 上的負(fù)載數(shù)據(jù)（running 進(jìn)程數(shù) + uninterruptible 進(jìn)程數(shù)）匯總到統(tǒng)全局的瞬時載變量 calc_load_tasks 中。整體流程如圖所示。我們上述流程圖展看一下，我們到了高分辨率時器的源碼如：//file:kernel/time/tick-sched.cvoid?tick_setup_sched_timer(void){?//初始化高分辨率時器?sched_timer?hrtimer_init(&ts-sched_timer,?CLOCK_MONOTONIC,?HRTIMER_MODE_ABS);?//將定時器的到期數(shù)設(shè)置成?tick_sched_timer?ts-sched_timer.function?=?tick_sched_timer;?}在高分辨率初始化的候，將到期函設(shè)置成了 tick_sched_timer。通過這個函讓每個 CPU 都會周期性地執(zhí)行一些任務(wù)其中刷新當(dāng)前統(tǒng)負(fù)載就是在個時機(jī)進(jìn)行的這里有一點(diǎn)要意一個前提是個 CPU 都有自己獨(dú)立的行隊(duì)列，。我根據(jù) tick_sched_timer 的源碼進(jìn)行追蹤它依次通過調(diào) tick_sched_handle => update_process_times => scheduler_tick。最終在 scheduler_tick 中會刷新當(dāng)前 CPU 上的負(fù)載值到 calc_load_tasks 上。因?yàn)槊總€ CPU 都在定時刷，所 calc_load_tasks 上記錄的就是整個系統(tǒng)瞬時負(fù)載值。們來看下負(fù)責(zé)新的 scheduler_tick 這個核心函數(shù)://file:kernel/sched/core.cvoid?scheduler_tick(void){?int?cpu?=?smp_processor_id();?struct?rq?*rq?=?cpu_rq(cpu);?update_cpu_load_active(rq);?}在這個函數(shù)中，獲當(dāng)前 cpu 以及其對應(yīng)的行隊(duì)列 rq（run queue），調(diào)用 update_cpu_load_active 刷新當(dāng)前 CPU 的負(fù)載數(shù)據(jù)到全局?jǐn)?shù)中。//file:kernel/sched/core.cstatic?void?update_cpu_load_active(struct?rq?*this_rq){??calc_load_account_active(this_rq);}//file:kernel/sched/core.cstatic?void?calc_load_account_active(struct?rq?*this_rq){?//獲取當(dāng)前運(yùn)行隊(duì)列的負(fù)相對值?delta??=?calc_load_fold_active(this_rq);?if?(delta)??//添加到全局瞬時負(fù)載??atomic_long_add(delta,?&calc_load_tasks);?}在 calc_load_account_active 中看到，通過 calc_load_fold_active 獲取當(dāng)前運(yùn)行隊(duì)列的負(fù)載對值，并把它到全局瞬時負(fù)值 calc_load_tasks 上。至此，calc_load_tasks 上就有了當(dāng)前系統(tǒng)當(dāng)時間下的整體時負(fù)載總數(shù)了我們再展開看是如何根據(jù)運(yùn)隊(duì)列計(jì)算負(fù)載的：//file:kernel/sched/core.cstatic?long?calc_load_fold_active(struct?rq?*this_rq){?long?nr_active,?delta?=?0;?//?R?和?D?狀態(tài)的用戶?task?nr_active?=?this_rq-nr_running;?nr_active?+=?(long)?this_rq-nr_uninterruptible;?//?只返回變化的量?if?(nr_active?!=?this_rq-calc_load_active)?{??delta?=?nr_active?-?this_rq-calc_load_active;??this_rq-calc_load_active?=?nr_active;?}?return?delta;}哦，原來是同時計(jì)算 nr_running 和 nr_uninterruptible 兩種狀態(tài)的進(jìn)程的量。對應(yīng)于用空間中的 R 和 D 兩種狀態(tài)的 task 數(shù)（進(jìn)程 OR 線程）。由于 calc_load_tasks 是一個長期存在的數(shù)。所以在刷新 rq 里的進(jìn)程數(shù)到其上的時，只需要刷變的量就行，不全部重算。因上述函數(shù)返回是一個 delta。2.2 定時計(jì)算系統(tǒng)均負(fù)載上一小中我們找到了統(tǒng)當(dāng)前瞬時負(fù) calc_load_tasks 變量的更新過程。現(xiàn)在們還缺一個計(jì)過去 1 分鐘、過去 5 分鐘、過去 15 分鐘平均負(fù)載的機(jī)制。傳統(tǒng)義上，我們在算平均數(shù)的時采取的方法都把過去一段時的數(shù)字都加起然后平均一下把過去 N 個時間點(diǎn)的所有時負(fù)載都加起取一個平均數(shù)完事了。這其是我們傳統(tǒng)意上理解的平均，假如有 n 個數(shù)字，分別 x1, x2, ..., xn。那么這個數(shù)據(jù)集合的平數(shù)就是 (x1 + x2 + ... + xn) / N。但是如果用種簡單的算法計(jì)算平均負(fù)載話，存在以下個問題：1.需要存儲過去每個采樣周期的據(jù)假設(shè)我們每 10 毫秒都采集一次，那么需要使用一個較大的數(shù)組將一次采樣的數(shù)全部都存起來那么統(tǒng)計(jì)過去 15 分鐘的平均數(shù)就得存 1500 個數(shù)據(jù) (15 分鐘 * 每分鐘 100 次) 。而且每出現(xiàn)個新的觀察值就要從移動平中減去一個最的觀察值，再上一個最新的察值，內(nèi)存數(shù)會頻繁地修改更新。2.計(jì)算過程較為復(fù)雜算的時候再把個數(shù)組全加起，再除以樣本數(shù)。雖然加法簡單，但是成上千個數(shù)字的加仍然很是繁。3.不能準(zhǔn)確表示當(dāng)前變化勢傳統(tǒng)的平均計(jì)算過程中，有數(shù)字的權(quán)重一樣的。但對平均負(fù)載這種時應(yīng)用來說，實(shí)越靠近當(dāng)前刻的數(shù)值權(quán)重該越要大一些好。因?yàn)檫@樣更好反應(yīng)近期化的趨勢。所，在 Linux 里使用的并不是我們所以的傳統(tǒng)的平均的計(jì)算方法，是采用的一種數(shù)加權(quán)移動平（Exponential Weighted Moving Average，EMWA）的平均數(shù)計(jì)算。這種指數(shù)加移動平均數(shù)計(jì)法在深度學(xué)習(xí)有很廣泛的應(yīng)。另外股票市里的 EMA 均線也是使用是類似的方法均值的方法。算法的數(shù)學(xué)表式是：a1 = a0 * factor + a * (1 - factor)。這個算法想理解起來點(diǎn)小復(fù)雜，感趣的同學(xué)可以 Google 自行搜索。我只需要知道這方法在實(shí)際計(jì)的時候只需要一個時間的平數(shù)即可，不需保存所有瞬時載值。另外就越靠近現(xiàn)在的間點(diǎn)權(quán)重越高能夠很好地表近期變化趨勢這其實(shí)也是在間子系統(tǒng)中定完成的，通過種叫做指數(shù)加移動平均計(jì)算方法，計(jì)算這個平均數(shù)。我來詳細(xì)看下上中的執(zhí)行過程時間子系統(tǒng)將時鐘中斷中會冊時鐘中斷的理函數(shù)為 timer_interrupt 。//file:arch/ia64/kernel/time.cvoid?__inittime_init?(void){?register_percpu_irq(IA64_TIMER_VECTOR,?&timer_irqaction);?ia64_init_itm();}static?struct?irqaction?timer_irqaction?=?{?.handler?=?timer_interrupt,?.flags?=?IRQF_DISABLED?|?IRQF_IRQPOLL,?.name?=??"timer"};當(dāng)每次時鐘節(jié)拍到時會調(diào)用到 timer_interrupt，依次會調(diào)用 do_timer 函數(shù)。//file:kernel/time/timekeeping.cvoid?do_timer(unsigned?long?ticks){???calc_global_load(ticks);}其中 calc_global_load 是平均負(fù)載計(jì)算的核心。會獲取系統(tǒng)當(dāng)瞬時負(fù)載值 calc_load_tasks，然后來計(jì)算去 1 分鐘、過去 5 分鐘、過去 15 分鐘的平均負(fù)，并保存到 avenrun 中，供用戶進(jìn)讀取。//file:kernel/sched/core.cvoid?calc_global_load(unsigned?long?ticks){??//?1獲取當(dāng)前瞬時負(fù)載值?active?=?atomic_long_read(&calc_load_tasks);?//?2平均負(fù)載的計(jì)算?avenrun[0]?=?calc_load(avenrun[0],?EXP_1,?active);?avenrun[1]?=?calc_load(avenrun[1],?EXP_5,?active);?avenrun[2]?=?calc_load(avenrun[2],?EXP_15,?active);?}獲取瞬時負(fù)載比簡單，就是讀一個內(nèi)存變量已。在 calc_load 中就是采用了們前面說的指加權(quán)移動平均來計(jì)算過去 1 分鐘、過去 5 分鐘、過去 15 分鐘的平均負(fù)載的。體實(shí)現(xiàn)的代碼下：//file:kernel/sched/core.c/*?*?a1?=?a0?*?e?+?a?*?(1?-?e)?*/static?unsigned?longcalc_load(unsigned?long?load,?unsigned?long?exp,?unsigned?long?active){?load?*=?exp;?load?+=?active?*?(FIXED_1?-?exp);?load?+=?1UL?<>?FSHIFT;}雖然這個算法解起來挺復(fù)雜但是代碼看起確實(shí)要簡單不，計(jì)算量看起很少。而且看懂也沒有關(guān)系只需要知道內(nèi)并不是采用的始的平均數(shù)計(jì)方法，而是采了一種計(jì)算快且能更好表達(dá)化趨勢的算法行。至此，我開篇提到的“載是如何計(jì)算來的?”這個問題也有結(jié)論了Linux 定時將每個 CPU 上的運(yùn)行隊(duì)列中 running 和 uninterruptible 的狀態(tài)的進(jìn)程數(shù)量匯總到一全局系統(tǒng)瞬時載值中，然后定時使用指數(shù)權(quán)移動平均法統(tǒng)計(jì)過去 1 分鐘、過去 5 分鐘、過去 15 分鐘的平均負(fù)載。三、均負(fù)載和 CPU 消耗的關(guān)系現(xiàn)在很多同學(xué)將平均負(fù)載和 CPU 給聯(lián)系到了一起。認(rèn)負(fù)載高、CPU 消耗就會高，負(fù)載低，CPU 消耗就會低。在很老的 Linux 的版本里，統(tǒng)計(jì)負(fù)載時候確實(shí)是只算了 runnable 的任務(wù)數(shù)量，這些程只對 CPU 有需求。在那個年代里，負(fù)和 CPU 消耗量確實(shí)是正關(guān)的。負(fù)載越就表示正在 CPU 上運(yùn)行，或等待 CPU 執(zhí)行的進(jìn)程越多，CPU 消耗量也會越高但是前面我們到了，本文使的 3.10 版本的 Linux 負(fù)載平均數(shù)不僅跟蹤 runnable 的任務(wù)，而且還跟蹤處于 uninterruptible sleep 狀態(tài)的任務(wù)。 uninterruptible 狀態(tài)的進(jìn)程其實(shí)是不占 CPU 的。所以說，負(fù)載高不一定是 CPU 處理不過來，也有可能會因?yàn)榇疟P等其資源調(diào)度不過而使得進(jìn)程進(jìn) uninterruptible 狀態(tài)的進(jìn)程導(dǎo)致的！為么要這么修改我從網(wǎng)上搜到遠(yuǎn)在 1993 年的一封郵件里找到了原因以下是郵件原。From:?Matthias?Urlichs?
馬修·阿諾德
回復(fù) 黃精甫 : 感謝IT之家網(wǎng)友 肖戰(zhàn)割割 的線索投遞！IT之家 1 月 26 日消息，傳音旗下 Infinix 在三個多月前發(fā)布了 Note 12i 2022 款，這款手機(jī)現(xiàn)在面向度市場發(fā)布已上架 Flipkart，將于 1 月 30 日開始發(fā)售。款 Infinix Note 12i 手機(jī)配備 6.7 英寸 AMOLED 顯示屏，刷新率為 90 Hz，采用側(cè)邊指紋別，嵌入電鍵中。這款機(jī)有兩種存選項(xiàng)，但印僅有 4GB+64GB 存儲版，另支持 micro SD 卡擴(kuò)展存儲IT之家了解到，Infinix Note 12i 手機(jī)搭載了聯(lián)發(fā)科 Helio G85 芯片，關(guān)鍵賣點(diǎn)是 50MP 主攝像頭和 5000mAh 電池，可通 USB-C 端口進(jìn)行 33W 有線充電。還有 200 萬像素深度相機(jī) AI 相機(jī)，前置 800 萬像素自拍相機(jī)。該備還支持 DTS 音頻雙揚(yáng)聲器、FM 收音機(jī)，并且預(yù)裝運(yùn)行于 Android 12 的 XOS 10.6 系統(tǒng)。Infinix Note 12i 印度版擁有兩個顏色分別是原力和元?dú)馑{(lán)，價 9999 印度盧比（當(dāng)前約 832 元人民幣）?
大海
回復(fù) 黃精甫 : IT之家 1 月 26 日消息，ASML 昨日發(fā)布了 2022 年第四季度及全年財(cái)。2022 全年，ASML 凈銷售額達(dá)到 212 億歐元（當(dāng)前約 1566.68 億元人民幣）毛利率為 50.5%，凈利潤為 56 億歐元（當(dāng)前約 413.84 億元人民幣）。2022 年因快速發(fā)貨流產(chǎn)生的遞延 2023 年的收入，為 31 億歐元（當(dāng)前 229.09 億元人民幣）。ASML 總裁兼首席執(zhí)行官 Peter Wennink 表示：“第四季度的凈售額為 64 億歐元（當(dāng)前約 472.96 億元人民幣），到了預(yù)期目區(qū)間中位。利率為 51.5%，高于預(yù)期，這主是由于去年 ASML 柏林工廠火災(zāi)致的額外升和保險賠償”據(jù)介紹，ASML 2022 年繼續(xù)保持了強(qiáng)勁長，全年凈售額為 212 億歐元，毛利率為 50.5%，2022 年底未交付訂單下歷史新高達(dá) 404 億歐元（當(dāng)約 2985.56 億元人民幣）。IT之家了解到，Peter Wennink 指出：“由于通貨脹、利率上、經(jīng)濟(jì)衰退險以及受地政治影響的口管制等因，市場仍存不確定性。是我們的客表示，今年半年市場有反彈。考慮訂單交付期及對光刻系投資的戰(zhàn)略義，市場需將持續(xù)保持勁勢頭?！?據(jù)顯示，基之前已完成股票回購計(jì)以及 2022 至 2025 年的股票回購計(jì)劃ASML 在第四季度回了約 3 億歐元（當(dāng)前 22.17 億元人民幣）的股票。ASML 計(jì)劃宣布 2022 年的股息總額為每股通股 5.80 歐元（當(dāng)前約 43 元人民幣）同比增長 5.5%。相關(guān)閱讀：《光機(jī)巨頭 ASML：2022 年凈銷售額達(dá) 212 億歐元，毛利率 50.5%》
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