1.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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3.. include:: ../disclaimer-zh_TW.rst
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5:Translator: 胡皓文 Hu Haowen <2023002089@link.tyut.edu.cn>
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8CPU 負載
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11Linux通過``/proc/stat``和``/proc/uptime``導出各種信息，用戶空間工具
12如top(1)使用這些信息計算系統花費在某個特定狀態的平均時間。
13例如：
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15    $ iostat
16    Linux 2.6.18.3-exp (linmac)     02/20/2007
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18    avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
19              10.01    0.00    2.92    5.44    0.00   81.63
20
21    ...
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23這裏系統認爲在默認採樣週期內有10.01%的時間工作在用戶空間，2.92%的時
24間用在系統空間，總體上有81.63%的時間是空閒的。
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26大多數情況下``/proc/stat``的信息幾乎真實反映了系統信息，然而，由於內
27核採集這些數據的方式/時間的特點，有時這些信息根本不可靠。
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29那麼這些信息是如何被蒐集的呢？每當時間中斷觸發時，內核查看此刻運行的
30進程類型，並增加與此類型/狀態進程對應的計數器的值。這種方法的問題是
31在兩次時間中斷之間系統（進程）能夠在多種狀態之間切換多次，而計數器只
32增加最後一種狀態下的計數。
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34舉例
35---
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37假設系統有一個進程以如下方式週期性地佔用cpu::
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39     兩個時鐘中斷之間的時間線
40    |-----------------------|
41     ^                     ^
42     |_ 開始運行           |
43                           |_ 開始睡眠
44                           （很快會被喚醒）
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46在上面的情況下，根據``/proc/stat``的信息（由於當系統處於空閒狀態時，
47時間中斷經常會發生）系統的負載將會是0
48
49大家能夠想象內核的這種行爲會發生在許多情況下，這將導致``/proc/stat``
50中存在相當古怪的信息::
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52	/* gcc -o hog smallhog.c */
53	#include <time.h>
54	#include <limits.h>
55	#include <signal.h>
56	#include <sys/time.h>
57	#define HIST 10
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59	static volatile sig_atomic_t stop;
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61	static void sighandler (int signr)
62	{
63	(void) signr;
64	stop = 1;
65	}
66	static unsigned long hog (unsigned long niters)
67	{
68	stop = 0;
69	while (!stop && --niters);
70	return niters;
71	}
72	int main (void)
73	{
74	int i;
75	struct itimerval it = { .it_interval = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 1 },
76				.it_value = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 1 } };
77	sigset_t set;
78	unsigned long v[HIST];
79	double tmp = 0.0;
80	unsigned long n;
81	signal (SIGALRM, &sighandler);
82	setitimer (ITIMER_REAL, &it, NULL);
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84	hog (ULONG_MAX);
85	for (i = 0; i < HIST; ++i) v[i] = ULONG_MAX - hog (ULONG_MAX);
86	for (i = 0; i < HIST; ++i) tmp += v[i];
87	tmp /= HIST;
88	n = tmp - (tmp / 3.0);
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90	sigemptyset (&set);
91	sigaddset (&set, SIGALRM);
92
93	for (;;) {
94		hog (n);
95		sigwait (&set, &i);
96	}
97	return 0;
98	}
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101參考
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103
104- https://lore.kernel.org/r/loom.20070212T063225-663@post.gmane.org
105- Documentation/filesystems/proc.rst (1.8)
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107
108謝謝
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111Con Kolivas, Pavel Machek
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