說在前面：
在linux操作系統中，我們一般查看系統的cpu負載情況常用的命令可以是uptime，top，還有vmstat等這些個都是可以有的。每個工具所提供的信息各不相同，
我這里要討論的僅說cpu部分。使用uptime命令，可以得到操作系統在過去1分鍾，5分鍾和15分鍾的cpu平均負載值，也就是傳說中的 load average，這個和top命令右上角那個地方顯示出來的東東是想通的，那么這個load average到底是個什么樣的東西呢，其實它表示的就是在cpu里面運行的進程數量，不過這里的進程和使用命令來查看到的進程可不太一樣。在一定時間內 cpu所能處理和承載的進程數量是有限的，這個數值與cpu的性能有直接關系，或者說這個數值標志着cpu的性能高低，反應到實際的計算機使用上來就是更 高性能的cpu可以在同一時間處理更多進程內容，所以說，一般當你去電腦城買個人電腦的時候導購就會問你電腦的大致用途，其實他們這個時候是在幫你計算你 所需要的電腦性能，其中就包括計算cpu的最大負載值，當然他們一般都不會這么去算，而是根據價格，因為價格高的cpu往往性能就更好，緊接着，他們會問 你大概的預算，其實當了解到你買電腦的用途之后他們自己心里已經幫你預算好了，如果你的預算高於他們的預算，那么恭喜那位賣電腦的，他可以多賺點了。所以 買電腦一定要根據實際需求，比如說cpu支持很高的負載，而你在實際使用中卻根本達不到那么高的負載，那不就成了殺雞用殺豬刀么。
說到底，cpu在單位時間內所能處理的進程數越高，那它的性能應該就越高。但是關於這個負載，網上資料有很多種說法，有的說是負載不應該超 過cpu的核心數量，有的說不應該超過cpu核心數量的2倍，有的說不應該超過cpu核心數量的3倍，為什么會有這么多種說法呢，其實大家都是擔心一個相 同的問題----怕cpu扛不住，這里超不超過幾倍不要緊，最主要的判斷標准是你的cpu在達到一定程度負載的時候是不是系統和應用程序依然運行良好，也 就是說判斷標准還與實際的應用有關，如果cpu的負載都超了核心數好幾倍但是軟件運行還依然順暢，那這個也是可以有的。這里就得說說cpu的運行隊列了， 有關運行隊列的狀態參數可以通過vmstat命令來查看，這里不多做解釋，它有兩項，一項是run，一項是blocked，也就是vmstat查看到的最 前面的兩排，run代表正在cpu里面執行的，blocked代表由於磁盤或其他方面的瓶頸導致他在cpu里面等待的，這兩個數值其實和使用uptime 或者top命令查看到的系統負載值是很有關系的，基本上，系統在某個時間的負載值就等同於run的值加上blocked的值，但是這里直接這樣用加法來表 示也是不對的，系統負載值是一個平均值，可以是小數，而運行隊列的數目是整數。在cpu處於空閑的情況下，run+blocked一般接近0，偶爾蹦出個 1啊2啊的，所以空閑狀態下的負載均值一般都是0.幾。
但是，當系統的負載逐漸升高，也就是說cpu里運行的東東逐漸變多，那么反應到負載均值上其數值也會跟着逐漸增大，而且可以是很大很大，完全超出 cpu核心數的好多倍，比如我前幾天用一台8核機器做測試的時候用top命令查看到的負載值居然達到了將近600，這已經遠遠超出了cpu可承受的范圍， 那為什么已經超出了可接受范圍這個負載均值還可以漲到那么高呢，這是因為在cpu里，同一時間可以運行的進程數量有限的，也就是說，vmstat查看到的 run值最大不能超過某個數，但是blocked卻可以繼續變大，因為進程已經blocked掉了，它幾乎占用不了多少cpu資源，而正在run的就不一 樣了，一個cpu同一時間能run多少完全取決於它的物理性能，所以當你的機器負載不斷升高，你用top命令查看到的負載值也會不斷升高，而當負載達到一 定高度時，cpu能處理的運行隊列也達到上限，run的值不再增加，這時，blocked的值會繼續增加，理論上，blocked可以一直增加到直到系統 崩潰。
總結：在評估cpu的性能優劣時完全照搬網上說的幾倍幾倍是不准確的，還得你自己動手看看vmstat顯示的run值和blocked值，當出現明 顯較多的blocked的時候，就說明cpu產生了瓶頸。而top命令和uptime命令顯示的負載均值，只能作為判斷系統過去某個時間段的狀態的參照， 與cpu的性能關系不大。
關於CPU，有3個重要的概念：上下文切換（context switchs），運行隊列（Run queue）和使用率（utilization）。
上下文切換：
目前流行的CPU在同一時間內只能運行一個線程，超線程的處理器可以在同一時間運行多個線程（包括多核CPU），Linux內核會把多核的處理器當作多個單獨的CPU來識別。
一個標准的Linux內核可以支持運行50～50000個進程運行，對於普通的CPU，內核會調度和執行這些進程。每個進程都會分到CPU的時間片來運行，當一個進程用完時間片或者被更高優先級的進程搶占后，它會備份到CPU的運行隊列中，同時其他進程在CPU上運行。這個進程切換的過程被稱作上下文切換。過多的上下文切換會造成系統很大的開銷。
[work106 ~]$ vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 4 0 1874084 3341144 296868 16677400 0 0 0 9 0 0 7 1 91 0 0 cs表示上下文切換的數量 運行隊列
每個CPU都會維持一個運行隊列，理想情況下，調度器會不斷讓隊列中的進程運行。進程不是處在sleep狀態就是run able狀態。如果CPU過載，就會出現調度器跟不上系統的要求，導致可運行的進程會填滿隊列。隊列愈大，程序執行時間就愈長。
[work106 ~]$ uptime
11:44:52 up 839 days, 19:55, 2 users, load average: 11.11, 10.33, 9.94 "load average" 用來表示運行隊列，用top 命令我們可以看到CPU一分鍾，5分鍾和15分鍾內的運行隊列的大小。這個值越大表明系統負荷越大。 [work106 ~]$ vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 4 0 1874084 3341144 296868 16677400 0 0 0 9 0 0 7 1 91 0 0 r表示運行隊列的大小，r的參考值是：小於4，隊列大於4時，表明系統的cpu或內存可能有問題，如果r經常大於4，且id經常少於40，表示cpu的負荷很重。當隊列變長時，隊列中進程在等待cpu調度執行時所花的時間會變長. id參考值： 大於40，如果r經常大於4，且id經常小於40，表示cpu的負荷很重。 wa 參考值：小於25%，超過25%的wa的值可以表示磁盤子系統可能沒有被正確平衡，也可能是磁盤密集工作負載的結果，系統的磁盤或其它I/o可能有問題，可以通過iostat/SAR –C命令進一步分解分析 關於時間片和動態優先級
時間片對於CPU來說是很關鍵的參數，如果時間片太長，就會使系統的交互性能變差，用戶感覺不到並行。如果太短，又會造成系統頻繁的上下文切換，使性能下降。對於IO Bound的系統來講並不需要太長的時間片，因為系統主要是IO操作；而對於CPU Bound的系統來說需要長的時間片以保持cache的有效性。
每一個進程啟動的時候系統都會給出一個默認的優先級，但在運行過程中，系統會根據進程的運行狀況不斷調整優先級，內核會升高或降低進程的優先級（每次增加或降低5），判斷標准是根據進程處於sleep狀態的時間。
IO Bound進程大部分時間在sleep狀態，所以內核會調高它的優先級，CPU Bound進程會被內核懲罰降低優先級。因此，如果一個系統上即運行IO Bound進程，又運行CPU Bound進程，會發現，IO Bound進程的性能不會下降，而CPU Bound進程性能會不斷下降。
經驗總結：
top - 12:00:20 up 839 days, 20:11, 2 users, load average: 10.54, 10.15, 9.87 Tasks: 228 total, 1 running, 227 sleeping, 0 stopped, 0 zombie Cpu(s): 66.0%us, 7.9%sy, 0.0%ni, 25.5%id, 0.5%wa, 0.0%hi, 0.2%si, 0.0%st - 對於每一個CPU來說運行隊列不要超過3，例如，如果是雙核CPU就不要超過6；
- 如果CPU在滿負荷運行，應該符合下列分布，
a) User Time：65%～70%, us過大，說明有用戶進程占用很多cpu時間，需要進一步的分析其它軟硬件因素。
b) System Time：30%～35%，sy過大，說明系統管理方面花了很多時間，說明該系統中某個子系統產生了瓶頸，需要進一步分析其它軟硬件因素。
c) User Time+System Time ,合理值范圍是 60-85%，如果在一個多用戶系統中us+sy時間超過85%，則進程可能要花時間在運行隊列中等待，響應時間和業務吞吐量會受損害
d) Idle：0%～5%, CPU完全空閑的百分比 - 對於上下文切換要結合CPU使用率來看，如果CPU使用滿足上述分布，大量的上下文切換也是可以接受的。
- 出現cpu計數器不在范圍時，不一定是由於cpu資源不夠，因為其他資源的也會引起，例如內存不夠時，cpu會忙內存管理的事，表面上可能是cpu的利用為100%
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