LinuxCPU上下文切換的故障排查

關注+星標公眾號，不錯過精彩內容

譯者 | 子沐愛掃地?

檢查 CPU 的上下文切換

vmstat

• cs（context switch）：每秒上下文切換的次數。
• in（interrupt）：每秒的中斷數。
• r（running | runnable）：就緒隊列的長度，即正在運行和等待 CPU 的進程數。
• b（blocked）：處于不間斷睡眠狀態的進程數。

pidstat

#?Output?interval?is?5
$?pidstat?-w?5
Linux?4.15.0?(ubuntu)??09/23/18??_x86_64_??(2?CPU)
08:18:26??????UID???????PID???cswch/s?nvcswch/s??Command
08:18:31????????0?????????1??????0.20??????0.00??systemd
08:18:31????????0?????????8??????5.40??????0.00??rcu_sched
...

• 自愿上下文切換：指進程無法獲得所需資源而導致的上下文切換。例如，當 I/O 和內存等系統資源不足時，就會發生自愿上下文切換。
• 非自愿上下文切換：指進程因時間片已過期而被系統強制重新調度時發生的上下文切換。例如，當大量進程競爭 CPU 時，很容易發生非自愿的上下文切換。

案例分析

$?sysbench?--threads=10?--max-time=300?threads?run

• r：就緒隊列的長度已達到?8
• us?和?sy：us?和?sy?的 CPU 使用率加起來是?100%，系統 CPU 使用率是?84%，說明 CPU 主要被內核占用。
• in：中斷數也上升到了?10000，說明中斷處理也是一個潛在的問題。

#?1?means?output?interval?is?1?second
#?-w:?output?process?switching?index，
#?-u:?output?CPU?usage?index
$?pidstat?-w?-u?1
08:06:33??????UID???????PID????%usr?%system??%guest???%wait????%CPU???CPU??Command
08:06:34????????0?????10488???30.00??100.00????0.00????0.00??100.00?????0??sysbench
08:06:34????????0?????26326????0.00????1.00????0.00????0.00????1.00?????0??kworker/u4:2
08:06:33??????UID???????PID???cswch/s?nvcswch/s??Command
08:06:34????????0?????????8?????11.00??????0.00??rcu_sched
08:06:34????????0????????16??????1.00??????0.00??ksoftirqd/1
08:06:34????????0???????471??????1.00??????0.00??hv_balloon
08:06:34????????0??????1230??????1.00??????0.00??iscsid
08:06:34????????0??????4089??????1.00??????0.00??kworker/1:5
08:06:34????????0??????4333??????1.00??????0.00??kworker/0:3
08:06:34????????0?????10499??????1.00????224.00??pidstat
08:06:34????????0?????26326????236.00??????0.00??kworker/u4:2
08:06:34?????1000?????26784????223.00??????0.00??sshd

注意：默認情況下?pidstat?只顯示進程的上下文切換，如果要查看實際線程的上下文切換，請添加?-t?選項。

中斷

#?-d:?Highlight?the?change?area
$?watch?-d?cat?/proc/interrupts
???????????CPU0???????CPU1
...
RES:????2450431????5279697???Rescheduling?interrupts
...

結論

• 自愿上下文切換較多，說明進程在等待資源，可能會出現 I/O 飽和等其他問題。
• 非自愿上下文切換較多，說明進程正在被強制調度，也就是都在爭搶 CPU，說明 CPU 確實產生了瓶頸。
• 中斷次數增多，說明 CPU 被中斷處理程序占用，需要通過查看?/proc/interrupts?文件來分析具體的中斷類型。

聲明：本文素材來源網絡，版權歸原作者所有。如涉及作品版權問題，請與我聯系刪除。

------------?END?------------

●專欄《嵌入式工具》

●專欄《嵌入式開發》

●專欄《Keil教程》

●嵌入式專欄精選教程

關注公眾號回復“加群”按規則加入技術交流群，回復“1024”查看更多內容。

點擊“閱讀原文”查看更多分享。