CPU使用率低负载高的一个case
2021-05-14
收到了报警,CPU的负载到了800%多,但是idle非常低,产生的原因一句话总结就是: 等待磁盘I/O完成的进程过多,导致进程队列长度过大,但是cpu运行的进程却很少,这样就体现到负载过大了,cpu使用率低。 
看了一些进程都卡在了nvidia-smi上
$ ps -ef | grep nvidia-smi | wc -l
829
进程Kill不掉,看dmesg的日志,没有指出明确的异常原因。
查了这台机器和其他机器的对比,各种系统和软件的版本都一致,出问题的这台机器突然卡主了。查了一下,一些人也遇到了,在nvidia上已经出现了很久,没有什么好的办法解决。
CPU使用率低负载高的原因
负载是什么
负载就是cpu在一段时间内正在处理以及等待cpu处理的进程数之和的统计信息,也就是cpu使用队列的长度统计信息,这个数字越小越好(如果超过CPU核心*0.7就是不正常)。
只有进程处于运行态(running)和不可中断状态(interruptible)才会被加入到负载等待进程中,也就是下面这两种情况的进程才会表现为负载的值。
- 即便需要立即使用CPU,也还需等待其他进程用完CPU
- 即便需要继续处理,也必须等待磁盘输入输出完成才能进行
负载总结为一句话就是:需要运行处理但又必须等待队列前的进程处理完成的进程个数。具体来说,也就是如下两种情况:
- 等待被授权予CPU运行权限的进程
- 等待磁盘I/O完成的进程
cpu低而负载高也就是说等待磁盘I/O完成的进程过多,就会导致队列长度过大,这样就体现到负载过大了,但实际是此时cpu被分配去执行别的任务或空闲,具体场景有如下几种。
场景一:磁盘读写请求过多就会导致大量I/O等待
cpu的工作效率要高于磁盘,而进程在cpu上面运行需要访问磁盘文件,这个时候cpu会向内核发起调用文件的请求,让内核去磁盘取文件,这个时候会切换到其他进程或者空闲,这个任务就会转换为不可中断睡眠状态。当这种读写请求过多就会导致不可中断睡眠状态的进程过多,从而导致负载高,cpu低的情况。
场景二:MySQL中存在没有索引的语句或存在死锁等情况
我们都知道MySQL的数据是存储在硬盘中,如果需要进行sql查询,需要先把数据从磁盘加载到内存中。当在数据特别大的时候,如果执行的sql语句没有索引,就会造成扫描表的行数过大导致I/O阻塞,或者是语句中存在死锁,也会造成I/O阻塞,从而导致不可中断睡眠进程过多,导致负载过大。
具体解决方法可以在MySQL中运行show full processlist命令查看线程等待情况,把其中的语句拿出来进行优化。
场景三:外接硬盘故障,常见有挂了NFS,但是NFS server故障
比如我们的系统挂载了外接硬盘如NFS共享存储,经常会有大量的读写请求去访问NFS存储的文件,如果这个时候NFS Server故障,那么就会导致进程读写请求一直获取不到资源,从而进程一直是不可中断状态,造成负载很高。