目录：
1、什么是 load average？
2、如何查看 load average？
3、对负载的理解
4、实际运维工作的指导意义
测试场景1：对不同核数的机器施加同样的压力 测试场景2：对同一台机器增加一倍的压力 测试场景3：对同样的机器，运行单线程和多线程程序
5、Load Average在故障排查时的运用
一、什么是 load average？
维基百科定义：In Unix computing, the system load is ameasure of the amount of computational work that a computer system performs. 可以看到，load average 是计算机工作量的度量。
二、如何查看 load average？
通过系统命令：
上面内容显示系统负载为“0.16, 0.45, 0.38”，这3个值是什么意思呢？
第一个表示最近1分钟平均负载 第二个表示最近5分钟平均负载 第三个表示最近15分钟平均负载 三、对负载的理解
可以将CPU负载理解为车道的负载，对单车道而言：
如果路面上的车不多，没有占满车道，那么load < 1； 如果占满了车道，load = 1； 如果车道外面还有车在等待，load > 1;
需要注意的是，load = 1 不代表CPU无法工作了，这只是表示满负荷运行，例如实际生活中的例子，车道占满了，但是车流还能有序前进。
四、实际运维工作的指导意义
实际工作环境中，面对的是不同性能(核数，超频)的机器，不同模型的程序(单线程、多线程、分布式)，不同部署方式的业务(只部署数据库、webserver、混部)，所以搞清楚不同场景下load average 是如何工作的对于问题排查，服务健康检测都是很有必要的，下面通过几种场景来说明。
CPU压力简单模拟，对随机数的随机次方累积求和，代码如下图,
测试机器A:48核，测试机器B：24核。
测试场景1：对不同核数的机器施加同样的压力
结论：
1、同等压力下，不论核数多少，load average数值是一样的，但是cpu idle 不一样，核数多的机器空闲率高，可以承载更多的计算任务。
2、单线程任务只会使用一个CPU，不管CPU核数有多少。
测试场景2：对同一台机器增加一倍的压力，即同时启动两个计算任务
结论：
1、对于相同的机器，压力增大一倍，load average 相应增大一倍；
从理论上来讲，让load average 保持在 “load average数字/CPU核数”, 在0.00-1.00之间，表示CPU处于高利用率而又不是负载过高，是较为理想的值；
多核CPU，满负荷状态的数字为 “1.00 * CPU核数”，即双核CPU为2.00，四核CPU为4.00。
2、再次印证：单线程任务只会使用一个CPU，不管CPU核数有多少。
场景3：对同样的机器，运行单线程和多线程程序
请参考后一章
五、Load Average在故障排查时的运用
实际工作中，经常会遇到服务响应慢的问题，如果熟悉Load Average和CPU、IO之间的关系，一般可以快速定位问题。
5.1、状态为R和D的任务
状态为R，表示正在运行，或者处于运行队列，可以被调度运行。
状态为D，表示 uninterruptible sleep，这种状态是不可中断的，无论是kill，kill -9，还是kill -15。
处于D状态的进程通常是在等待IO，比如磁盘 IO，网络 IO，其他外设 IO。
如果处于D状态的时间较长，意味着可能是IO设备本身出了故障，需要排查设备是否正常。
5.2、CPU使用率高，IO无作业，Load Average低，系统反应颠簸
这种场景，通常是计算密集型任务，即大量生成耗时短的计算任务。
这种任务会占满CPU资源，造成系统响应速度颠簸，但由于每个任务能快速计算完成，不会在运行队列堆积，所以在Load Average里不会体现出来。
python示例程序占满CPU，但LoadAvergae 不高
5.3、CPU使用率低，IO等待，Load Average高，系统不卡
Load Average高，dd程序都处于D状态
示例命令，大量写小文件： dd if=/dev/zero of=testx.img bs=512count=1000000 oflag=dsync
这种场景，通常是IO密集型任务，如果大量请求都集中于相同的IO设备，超出设备的响应能力，会造成任务在运行队列里堆积等待，也就是D状态的进程堆积，那么此时Load Average就会飙高。
由于任务都处于等待状态，所以Load Average的值虽然很高，但系统响应速度不受影响。
5.4、CPU使用率低，IO繁忙，Load Average低，系统卡
这种场景，通常是低频大文件读写，由于请求数量不大，所以任务都处于R状态，Load Average数值反映了当前运行的任务数，不会飙升，IO设备处于满负荷工作状态，导致系统响应能力降低。
IO设备满负荷工作
示例命令，少量写大文件：dd if=/dev/zero of=testx.img bs=5120000count=10000 oflag=dsync
dd程序都处于R状态
5.5、CPU使用率高，IO繁忙/等待，Load Average高，系统卡
这种场景，通常是服务混部，即IO、计算密集型任务混部在一起，相当于CPU、IO都处于高负荷状态，那么Load Average 自然很高。
总结
可以根据业务的特性（CPU、IO密集型、两者混部），在系统响应速度异常时，快速定位原因。本文通过简单命令模拟了业务的类型，介绍了相应的思路，读者可结合自己所运维的业务实践一下。
本文转载自公众号「曲行人」
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