Linux下的CPU利用率统计无效？

xiaosuo

前段时间调试一个程序的性能，发现当系统的负载增加到某一个临界值的时候，系统的CPU利用率会急剧上升，而在这个邻接点往下，系统的CPU利用率都是出奇的轻，百思不得其解。
开始以为是某个东西具有非线性的负载CPU利用率，一路从软件到硬件排查了一遍后，逐个都洗清了嫌疑。后来，一个数据让我有点儿豁然开朗的感觉，那就是n个核心就有n倍单核心的throughput，这个数据显示系统的scalability还是相当不错的。联系到程序的一些实现方式，并研读了Linux内核统计CPU利用率的代码后，我的猜测得到了印证：Linux下的CPU利用率统计对我们这个系统实现来说，不准确。
不太相信，我是第一个碰到这个问题的人，随即google了一番，原来内核代码中的一个文档
Documentation/cpu-load.txt
早在2007年就发现并记下了这个问题。鉴于那篇文章比较清楚的描述了这种误差出现的原因，我这里就不再赘述了。
那么都什么情况会导致Linux统计的CPU利用率和实际情况偏差很大呢？
所有依赖于Linux的滴答定时器（tick timer）唤醒的任务，如内核里面的动态定时器（dynamic timer），用户空间定时执行的任务等。
现今的内核截至到2.6.29都没有针对这个问题进行修正，我想以后也不太可能会为了这一类负载而大动干戈，那么我们如何回避这个问题呢？

• 去除对tick timer的依赖，如果可以的话。
• 测试采用benchmark的形式，即在cpu全负荷情况下测试其他数据，间接反应程序效率。

如果以上提到的两种方法都不适合，可以尝试改变CPU利用率的计算方法。Linux现在有目录/sys/devices/system/cpu/cpuidle和/sys/devices/system/cpu/cpu[0..]/cpuidle/state[0..]/，里面的time分别对应着系统处于某个idle state的时间，将其累加再除以系统的uptime，再用1减去，就得到CPU利用率，当然，这个时候你别指望能得到system time等其他信息了，不过，毕竟寥胜于无！
参考文档：

Documentation/cpuidle
               
               
               

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