你正在悠闲的摸鱼，突然报警群里传出来，某服务器负载升高。
Leader让你看下这台服务器的负载。
你登录上服务器把 CPU使用率的截图发给Leader ,说负载不是很高。
Leader发来了三个省略号，说让你发的是平均负载不是CPU使用率。
那么，究竟什么是平均负载，平均负载和CPU使用率有着什么关系？
平均负载是指单位时间内，处在可执行状态和不可中断睡眠状态的进程的平均数。也就是说，它包括了处在执行态，就绪态和阻塞态的进程。
其中，可执行状态的进程包括正在被CPU执行的进程以及在就绪队列上等待CPU执行的进程，也就是我们常用 ps 命令看到的，处于 R 状态（Running 或 Runnable）的进程（也就是进程的三个基本状态中的执行态和就绪态）
而不可中断睡眠状态的进程即指处于内核关键流程中的进程，并且这些流程不可被打断。比如最常见的就是等待硬件设备的I/O响应。也就是我们在 ps 命令中看到的 D 状态（Uninterruptible Sleep，也称为 Disk Sleep）的进程。
Linux系统可以输入uptime/top命令查看系统平均负载，
root@hecs-163858:~# uptime 15:54:19 up 126 days, 22:25, 2 users, load average: 0.00, 0.02, 0.00
0.00, 0.02, 0.00 分别是系统最近1 分钟、5 分钟、15 分钟的平均负载。
如果 1 分钟、5 分钟、15 分钟的三个值基本相同，或者相差不大，那就说明系统负载很平稳。
这里我再举个例子，假设我们在一个单 CPU 系统上看到平均负载为 1.73，0.60，7.98，那么说明在过去 1 分钟内，系统有 73% 的超载，而在 15 分钟内，有 698% 的超载，从整体趋势来看，系统的负载在降低。如果是双CPU ，那么说明在过去 1 分钟内没有超载，而在 15 分钟内，有 598% 的超载，从整体趋势来看，系统的负载也是在降低
那么平均负载高就意味着CPU使用率高吗？
回到平均负载的含义上来，平均负载是指单位时间内，处于可运行状态和不可中断状态的进程数。所以，它不仅包括了正在使用 CPU 的进程，还包括等待 CPU 和等待 I/O 的进程。
而 CPU 使用率，是单位时间内 CPU 繁忙情况的统计，跟平均负载并不一定完全对应。
比如：
（1）CPU 密集型进程，使用大量 CPU 会导致平均负载升高，此时这两者是一致的；
（2）I/O 密集型进程，等待 I/O 也会导致平均负载升高，但 CPU 使用率不一定很高；
（3）大量等待 CPU 的进程调度也会导致平均负载升高，此时的 CPU 使用率也会比较高。
从案例中说明这三种情况：
首先 安装测试工具 stress和性能查看工具sysstats
apt install stress sysstat
sysstat主要使用两个命令:mpstat和pidstat
mpstat:多核CPU性能分析工具 用来查看每个CPU的 性能指标以及所有CPU平均指标
pidstat 进程性能分析工具，用来试试查看cpu 内存 io以及上下文切换性能指标
（1）模拟第一种情况：CPU密集任务导致CPU使用率升高从而导致平均负载升高
压测命令：stress --cpu 1 --timeout 600
uptime查看负载变化：
可以看到平均负载持续升高。
继续查看CPU使用率 mpstat -P ALL 5 （-P ALL表示监控所有CPU）
看到一个CPU使用率是100 ，而iowait是0 说明是CPU升高导致了系统平均负载的升高。
通过使用pidstat可以查看到具体是哪个进程导致CPU升高
pidstat -u 5 1
可以看到是stress这个进程。
（2）模拟第二种情况：I/O密集进程导致平均负载升高
压测命令：stress -i 1 --timeout 600
uptime查看负载变化：
可以看到平均负载持续升高。
mpstat -P ALL 5 查看CPU的状态
可以看到CPU的IO值较高，但是%usr使用率并不高。说明是IO升高导致了系统平均负载的升高。
pidstat -u 5 1 可以看到是stress进程的IO较高
（3）模拟第三种情况：CPU执行了大量进程(远超出CPU核数)从而导致平均负载升高
压测命令 我们还是使用 stress，但这次模拟的是 8 个进程
stress -c 8 --timeout 600
可以看出，8 个进程在争抢 2 个 CPU，每个进程等待 CPU 的时间（也就是代码块中的 %wait 列）高达 74%。这些超出 CPU 计算能力的进程，最终导致 CPU 过载。
最后总结一下：
平均负载指的是平均活跃进程数，即可运行状态和不可中断状态的进程数。所以，它不仅包括了正在使用 CPU 的进程，还包括等待 CPU 和等待 I/O 的进程。
理解平均负载时，也要注意：平均负载高有可能是 CPU 密集型进程导致的；平均负载高并不一定代表 CPU 使用率高，还有可能是 I/O 更繁忙了；执行大量进程也会导致系统平均负载升高。
当发现负载高的时候，你可以使用 mpstat、pidstat 等工具，辅助分析负载的来源。
参考《Linux性能优化实战》
