Понимание среднего загрузки и % CPU в Linux

Когда я выполняю команду top на своей системе Ubuntu, я вижу следующие результаты

top - 07:58:58 up  1:21,  1 пользователь,  средняя нагрузка: 0.82, 0.73, 0.55
Задачи: 293 всего,   1 выполняется, 292 спят,   0 остановлены,   0 зомби
%Cpu(s):  0.8 us,  0.8 sy,  ....

Мне нужно понять среднюю нагрузку и %cpu.

Мое понимание основано на моих знаниях и высоком использовании CPU при низкой средней нагрузке.

Средняя нагрузка

Средняя нагрузка — это измерение того, сколько задач ожидает в очереди выполнения ядра (не только CPU, но и диск) за определенный период времени.

Значит ли это, что 0.83 задачи ждут по вышеуказанным результатам? Как может быть дробное число? Также что означают три различных значения 0.83 0.73, 0.55?

%CPU

Это обозначает, сколько времени за последние x секунд CPU работал. Например: если использование CPU показывает 60%, это означает, что за последние x секунд CPU работал 60% времени. Мое понимание верно? Если да, то что представляет собой %Cpu(s): 0.8 us?

Также, если у меня четырехъядерный процессор и %CPU отображает 50%, значит ли это, что все ядра работают на 50%, или 2 ядра работают на 100%?

Понимание средней нагрузки: 0.83 0.73, 0.55

• Нагрузка — это мера объема вычислительной работы, выполняемой системой. Три значения — это средняя нагрузка за определенный временной интервал. Интервалы — за последнюю 1 минуту, 5 минут и 15 минут. Средняя нагрузка вычисляется как экспоненциальная скользящая средняя. Если хотите, вы можете углубиться и прочитать Анализ средней нагрузки.

Одноядерная система

• Значение средней нагрузки варьируется в пределах. В системе с одним ядром значение 0.83 означает, что ваш CPU работал на 83% своей мощности за последнюю минуту. Значение 1.0 означает, что ваш CPU работает на полной мощности (100%). При значении 1.0 система будет перегружена даже при добавлении небольшой дополнительной работы. Значение больше 1.0 означает, что система получает больше, чем может обработать. Это не плохо, просто означает, что больше процессов ждут времени CPU. Вы заметите замедление работы компьютера.

Многоядерная система

• В многоядерной системе вы делите среднюю нагрузку на количество имеющихся ядер. Например, при средней нагрузке 0.83 и 4 ядрах, вы сделаете 0.83 / 4, чтобы получить 0.2075 или (0.83 / 4) * 100, чтобы получить 20.75% мощности. В системе с четырьмя ядрами, если у вас была бы средняя нагрузка равная 4.0, это указывало бы на то, что все ядра работают на 100% мощности, и любое перегружение приведет к ожиданию процессов времени CPU.

• Перегрузка возникает, когда вы превышаете максимальную мощность. Средняя нагрузка как перегрузка может быть немного запутанной для чтения, потому что основывается на ваших ядрах. Если у вас четырехъядерный CPU, вы не перегрузите систему, пока значение нагрузки не превысит 4.0. Если первое значение средней нагрузки составило 5.50, это бы значило, что ваша система перегружена на 150%, и в среднем 1.5 процесса за последнюю минуту должны были ждать времени CPU.

Понимание %Cpu(s): 0.8us, 0.8sy….

• Этот раздел показывает как использовался CPU. Каждый суффикс соответствует чему-то конкретному и указывает, сколько времени CPU тратил на этот набор задач. Если вы сложите все числа в этой строке вывода, они сложатся в 100%.

Задачи определяются как… источник

• us — это процент CPU для пользовательских процессов
• sy — это процент CPU для системных процессов
• ni — это процент CPU для процессов с повышенным приоритетом nice пасхалка Ni
• id — это процент CPU, не используемый
• wa — это процент CPU для процессов, ожидающих I/O операций
• hi — это процент CPU, обслуживающий аппаратные прерывания
• si — это процент CPU, обслуживающий программные прерывания
• st в виртуализированной среде часть ресурсов CPU выделяется каждой виртуальной машине (VM). Операционная система обнаруживает, когда у нее есть работа, но не может ее выполнить, потому что CPU занят другой виртуальной машиной. Время, потерянное таким образом, называется времени кражи.

Этот скрипт вычисляет процент системной нагрузки за 1, 5 и 15 минут, разделяя среднюю нагрузку на количество ядер CPU, а также конвертирует результат в процент (%)

# cat load_usage.sh

#!/bin/bash
Hostnames=$(uname -n | cut -d. -f1)
os_type=$(uname -s)

case "$os_type" in
  Linux)
# Определяем цветовые переменные
GREEN="\033[0;32m"
YELLOW="\033[0;33m"
NC="\033[0m" # Без цвета

cputhreshold=99.0

# Получаем среднюю нагрузку CPU
load_avg_1min=$(uptime | awk -F'load average: ' '{print $2}' | cut -d ',' -f1 | tr -d ' ')
load_avg_5min=$(uptime | awk -F'load average: ' '{print $2}' | cut -d ',' -f2 | tr -d ' ')
load_avg_15min=$(uptime| awk -F'load average: ' '{print $2}' | cut -d ',' -f3 | tr -d ' ')

# Получаем количество ядер CPU
cpu_core=$(nproc --all)

# Вычисляем проценты
percentage_1min=$(echo "scale=2; ($load_avg_1min / $cpu_core) * 100" | bc)
percentage_5min=$(echo "scale=2; ($load_avg_5min / $cpu_core) * 100" | bc)
percentage_15min=$(echo "scale=2; ($load_avg_15min / $cpu_core) * 100" | bc)

if (( $(echo "$percentage_1min >= $cputhreshold" | bc -l) )); then
# Печатаем заголовок таблицы в рамках
printf "+------------------+-------------------+------------------+-----------------+--------+\n"
printf "| %-16s | %-17s | %-16s | %-14s | %-06s |\n" "HostName" "Временные интервалы" "Средняя нагрузка" "Нагрузка системы (%)" "Статус"
printf "+------------------+-------------------+------------------+-----------------+--------+\n"

# Печатаем строки таблицы
printf "| %-16s | %-17s | %-16s | %-15s | ${YELLOW}%-06s${NC} |\n" "" "1 минута" "$load_avg_1min" "$percentage_1min%" ""
printf "| %-16s | %-17s | %-16s | %-15s | ${YELLOW}%-06s${NC} |\n" "$Hostnames" "5 минут" "$load_avg_5min" "$percentage_5min%" "Высокая"
printf "| %-16s | %-17s | %-16s | %-15s | ${YELLOW}%-06s${NC} |\n" "" "15 минут" "$load_avg_15min" "$percentage_15min%" ""

# Печатаем нижнюю границу таблицы в рамках
printf "+------------------+-------------------+------------------+-----------------+--------+\n"
else
# Печатаем заголовок таблицы в рамках
printf "+------------------+-------------------+------------------+-----------------+--------+\n"
printf "| %-16s | %-17s | %-16s | %-14s | %-06s |\n" "HostName" "Временные интервалы" "Средняя нагрузка" "Нагрузка системы (%)" "Статус"
printf "+------------------+-------------------+------------------+-----------------+--------+\n"

# Печатаем строки таблицы
printf "| %-16s | %-17s | %-16s | %-15s | ${GREEN}%-06s${NC} |\n" "" "1 минута" "$load_avg_1min" "$percentage_1min%" ""
printf "| %-16s | %-17s | %-16s | %-15s | ${GREEN}%-06s${NC} |\n" "$Hostnames" "5 минут" "$load_avg_5min" "$percentage_5min%" "Нормально"
printf "| %-16s | %-17s | %-16s | %-15s | ${GREEN}%-06s${NC} |\n" "" "15 минут" "$load_avg_15min" "$percentage_15min%" ""

# Печатаем нижнюю границу таблицы в рамках
printf "+------------------+-------------------+------------------+-----------------+--------+\n"
fi
    ;;
  *)
    echo -e "Этот скрипт не поддерживается для $os_type - $Hostnames"
    ;;
esac