中断
中断其实是一种异步的事件处理机制,可以提高系统的并发处理能力。
由于中断处理程序会打断其他进程的运行,所以,为了减少对正常进程运行调度的影响,中断处理程序就需要尽可能快地运行。如果中断本身要做的事情不多,那么处理起来也不会有太大问题;但如果中断要处理的事情很多,中断服务程序就有可能要运行很长时间。
- 注意:
中断处理程序在响应中断时,还会临时关闭中断。这就会导致上一次中断处理完成之前,其他中断都不能响应,也就是说中断有可能会丢失。
软中断(softirq)
Linux 将中断处理过程分成了两个阶段,也就是上半部和下半部:
- 上半部用来快速处理中断,它在中断禁止模式下运行,主要处理跟硬件紧密相关的或时间敏感的工作。也就是我们常说的硬中断,特点是快速执行;
- 下半部用来延迟处理上半部未完成的工作,通常以内核线程的方式运行。也就是我们常说的软中断,特点是延迟执行。
查看软中断和内核线程
- /proc/softirqs 提供了软中断的运行情况;
- /proc/interrupts 提供了硬中断的运行情况。
查看软中断在CPU上累计次数:
// Linux 中的软中断包括网络收发、定时、调度、RCU 锁等各种类型,可以通过查看 /proc/softirqs 来观察软中断的运行情况。
// TIMER(定时中断)、NET_RX(网络接收)、SCHED(内核调度)、RCU(RCU 锁)
[root@k8s /proc]# cat softirqs
CPU0 CPU1
HI: 5 1
TIMER: 444492709 271957759
NET_TX: 18937 15860
NET_RX: 34769092 430587974
BLOCK: 12265925 0
BLOCK_IOPOLL: 0 0
TASKLET: 853 592
SCHED: 4489427 66716813
HRTIMER: 0 0
RCU: 151213683 128619479
每个 CPU 都对应一个软中断内核线程,这个软中断内核线程就叫做 ksoftirqd/CPU 编号。
// 查看软中断线程运行情况
[root@k8s /proc]# ps aux | grep softirq
root 6 0.0 0.0 0 0 ? S Apr02 0:06 [ksoftirqd/0]
root 14 0.0 0.0 0 0 ? S Apr02 2:06 [ksoftirqd/1]
Sar
sar(System Activity Reporter系统活动情况报告)是目前 Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一,可以从多方面对系统的活动进行报告,包括:文件的读写情况、系统调用的使用情况、磁盘I/O、CPU效率、内存使用状况、进程活动及IPC有关的活动等
[root@k8s /proc]# sar -n DEV 5
Linux 3.10.0-1062.4.1.el7.x86_64 (instance-010oj085) 04/07/2020 _x86_64_ (2 CPU)
04:28:56 PM IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s
04:29:01 PM vethweplf08851b 3.20 3.20 0.24 1.19 0.00 0.00 0.00
04:29:01 PM vethweplaa5bdc5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
04:29:01 PM weave 30.40 31.60 3.54 9.76 0.00 0.00 0.00
04:29:01 PM vethwepl932b3c7 10.40 12.20 1.56 3.68 0.00 0.00 0.00
04:29:01 PM vxlan-6784 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
- 第一列:表示报告的时间。
- 第二列:IFACE 表示网卡。
- 第三、四列:rxpck/s 和 txpck/s 分别表示每秒接收、发送的网络帧数,也就是 PPS。
- 第五、六列:rxkB/s 和 txkB/s 分别表示每秒接收、发送的千字节数,也就是 BPS
可以通过这个工具分析网络软中断的情况
学习笔记
来自极客时间:《Linux性能优化实战》