Carga da CPU: o que é e como ler e gerenciá -lo

Uma pesquisa constatou que 68% das falhas do sistema são devidas à alta carga da CPU (Site24x7), destacando por que é importante ficar de olho em sua máquina, seja um servidor ou computador da Web e seus recursos.

Vamos dar uma olhada na carga da CPU, o que é, o que faz, como monitorar o desempenho e algumas práticas recomendadas.

O que é carga da CPU

A carga da CPU é uma medida da quantidade de trabalho de processamento que um servidor web ou a unidade de processamento central do computador (CPU) está lidando a qualquer momento.Normalmente, indica o número de processos que estão sendo executados pela CPU ou aguardando na fila para ser processado.

Os processos são como o computador ou o servidor da web lida e prioriza as tarefas - seja servindo uma página da web ou abrindo um documento do Word.Todo processo requer uma certa quantidade de CPU para executar.

Métricas de carga da CPU

A carga da CPU é mostrada como uma média em três períodos de tempo: 1 minuto, 5 minutos e 15 minutos.Aqui está o que esses números significam:

Média de carga de 1 minuto: O número médio de processos prontos para funcionar no último minuto.

Média de carga de 5 minutos: Salta as flutuações de curto prazo, mostrando a carga média nos últimos 5 minutos.

Média de carga de 15 minutos: Fornece uma visão de longo prazo, mostrando a carga média nos últimos 15 minutos.

O que é uma boa média de carga da CPU?

O que constitui uma média de carga "boa" da CPU depende de vários fatores, incluindo o número de núcleos da CPU e o caso de uso específico do sistema.

Com um CPU de núcleo único, ter uma média de carga abaixo de 1,0 é bom, pois significa que a CPU não está sendo sobrecarregada e deve ter capacidade suficiente para lidar com aumentos repentinos na carga de trabalho.Uma média de carga de 1,0 significa que a CPU está totalmente utilizada.Se a média de carga exceder 1,0, indica que alguns processos estão aguardando o tempo da CPU, o que pode retardar o processamento.

Para CPUs com vários núcleos, você divide a média de carga pelo número de núcleos.Portanto, uma média de carga de 4,0 em uma CPU quad-core significa que a CPU está totalmente utilizada.

Limiares de carga prática por núcleo da CPU

Inativo a baixa carga:

• 0,0 a 0,5 por núcleo: indica que a CPU está subutilizada ou ociosa na maioria das vezes.

Carga moderada:

• 0,5 a 1,0 por núcleo: sugere que a CPU está lidando com uma carga de trabalho moderada e executando de maneira ideal.

Carga elevada:

• 1,0 a 2,0 por núcleo: indica que a CPU está fortemente carregada, mas ainda está dentro dos limites gerenciáveis.Os sistemas ainda podem ter um bom desempenho, mas pode haver algumas desacelerações.

Sobrecarregado:

• Acima de 2,0 por núcleo: indica que a CPU está sobrecarregada, levando a uma degradação significativa do desempenho.Isso geralmente resulta em tempos de resposta mais longos e instabilidade potencial do sistema.

Monitorando a carga da CPU

Você pode monitorar a carga da CPU usando comandos e ferramentas disponíveis na maioria sistemas operacionais.Eles fornecem estatísticas em tempo real e ajudam a monitorar o desempenho do seu sistema.

Para sistemas operacionais semelhantes a Unix

Comando 'top': Este comando exibe informações em tempo real sobre a carga da CPU, o uso da memória e os processos de execução.Ele mostra quais processos estão usando o maior tempo de CPU, facilitando a identificação de aplicativos com fome de recursos.Quando você digita 'topo'Na linha de comando, você verá uma saída como esta:

top - 12:34:56 up  1:23,  1 user,  load average: 0.20, 0.25, 0.30
Tasks: 123 total,   1 running, 122 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  3.2 us,  1.0 sy,  0.0 ni, 95.5 id,  0.2 wa,  0.0 hi,  0.1 si,  0.0 st

A saída será uma lista continuamente atualizada de processos do sistema, classificada pelo uso da CPU por padrão.Ele também exibe as médias de carga e a porcentagem de uso da CPU para cada núcleo.

Comando 'Uptime': O comando 'Uptime' fornece um resumo rápido de quanto tempo seu sistema está sendo executado e a carga média nos últimos 1, 5 e 15 minutos.É útil para uma verificação rápida da carga do sistema sem mergulhar em informações detalhadas do processo.Quando você digita 'tempo de atividade'No terminal, você recebe um saída assim:

10:34:52 up 5 days,  3:46,  3 users,  load average: 0.28, 0.18, 0.12

Essa saída mostra o horário atual, quanto tempo o sistema está em execução, o número de usuários ativos e as médias de carga.

Comando 'PS': Este comando lista processos em execução junto com sua CPU e uso de memória.Ajuda a identificar processos específicos, causando alta carga de CPU.O 'psO comando tem muitas opções, mas um uso comum é ver os principais processos que consomem CPU.Faça isso, execute o seguinte comando:

ps -eo pcpu,pid,user,args | sort -k 1 -r | head -10

Este comando vai:

• Selecione todos os processos conhecidos ('EO')

• Exibir cada processo de uso da CPU ('PCPU'),

• ID do processo de exibição ('pid')

• Exibir usuário ('do utilizador') que iniciou o comando

• Mostre o comando específico que iniciou o processo ('args')

• Classifica os 10 principais processos ('Cabeça -10') Pelo uso da CPU em ordem decrescente ('classificar -k 1 -r')

A saída se parece com o seguinte:

%CPU   PID USER     COMMAND
20.0  1234 johndoe  /usr/bin/python3 script.py
15.5  2345 janedoe  /usr/bin/java -jar application.jar
10.2  3456 johndoe  /usr/bin/gcc -o program source.c
 8.0  4567 janedoe  /usr/bin/python3 another_script.py
 6.5  5678 root     /usr/sbin/apache2 -k start
 4.0  6789 nobody   /usr/bin/nginx -g daemon off;
 3.5  7890 johndoe  /usr/bin/perl script.pl
 2.5  8901 janedoe  /usr/bin/mysql -u root -p
 1.0  9012 root     /usr/bin/sshd -D
 0.5  9123 johndoe  /bin/bash

Para sistemas Windows

O Windows não suporta de forma nativa 'principal' e 'ps' comandos como sistemas semelhantes a Unix.No entanto, você ainda pode verificar seus recursos da CPU:

Gerenciador de tarefas: Uma ferramenta amigável que não requer conhecimento da linha de comando, o Task Manager é uma ferramenta gráfica que fornece uma visão geral do uso da CPU e mostra informações detalhadas sobre os aplicativos e processos em execução.

• pressione 'Ctrl+Shift+ESC'Para acessar o gerente de tarefas

Uma vez lá, confira o "atuação"Guia para ver o uso da CPU em tempo real, ou o"Processos"Guia para ver os detalhes de cada processo em execução.

Monitor de recursos: Esta é uma janela Opção de linha de comando que exibirá informações detalhadas sobre o uso da CPU e os recursos do sistema.

• Tipo 'resmon'Na caixa de diálogo Run ('Win+r') e pressione ENTRAR.

Sistemas de núcleo único vs. vários núcleos

Um núcleo é a parte da CPU que executa a operação real (tarefas), como executar instruções dos programas.

CPU único: Em um processador único, a CPU só pode lidar com uma tarefa de cada vez.Ele pode alternar, o que significa que pode alternar entre tarefas rapidamente para dar a aparência de executar vários aplicativos.No entanto, uma CPU de núcleo único pode atolar rapidamente com muitas tarefas simultâneas.

CPU com vários núcleos: Um processador multi-core contém dois ou mais núcleos em uma única CPU.Cada núcleo pode executar independentemente suas próprias tarefas, o que aprimora significativamente o desempenho e permite a verdadeira multitarefa.

Carga da CPU vs. Utilização da CPU

O monitoramento da carga da CPU e da utilização ajuda a entender a eficácia do servidor utilizando seus recursos de processamento.

Carga da CPU: Refere -se ao número de tarefas que aguardam o tempo da CPU.É representado como média de carga em diferentes períodos de tempo (médias de 1 minuto, 5 minutos e 15 minutos).Essas médias fornecem informações sobre as tendências de carga de trabalho de curto e longo prazo.Uma alta carga de CPU sugere que as tarefas estão competindo pelo processamento de recursos, potencialmente levando a uma capacidade de resposta mais lenta e degradação do desempenho.

Utilização da CPU: Mede a porcentagem de tempo em que a CPU está processando ativamente as tarefas.A alta utilização da CPU indica que a CPU está executando ativamente as instruções e o processamento de dados.No entanto, a alta utilização sozinha não implica necessariamente um sistema sobrecarregado se as tarefas forem gerenciadas com eficiência.

Causas de alta carga de CPU

Alta carga de CPU pode ser causada por:

Tarefas computacionais intensivas: A execução de cálculos complexos ou o processamento de grandes conjuntos de dados aumenta a carga da CPU, como renderizar vídeos ou executar simulações.

Muitas tarefas executando simultaneamente: Vários aplicativos ou processos em segundo plano em execução ao mesmo tempo podem causar alta carga de CPU.Por exemplo, executar um navegador da web, um editor de vídeo e um jogo simultaneamente pode forçar a CPU.

Processos ineficientes ou presos: Alguns processos podem usar mais tempo da CPU do que o necessário ou ficar presos em um loop sem fim, consumindo recursos da CPU continuamente.Isso geralmente acontece com software mal projetado ou de buggy.

Gerenciando e reduzindo a carga da CPU

Estudos mostram que manter um Carga da CPU abaixo de 70% posso melhorar a vida útil do sistema em 30%.Isso significa manter sua carga de CPU sob controle não apenas melhora o desempenho, mas também estende a vida útil do seu hardware.

Aqui estão poucos métodos para reduzir a alta carga de CPU:

Encerrar ou reiniciar processos problemáticos: Identifique e encerre tarefas que consomem muita CPU.Por exemplo, se um aplicativo estiver causando alta carga, você poderá encerrar a tarefa ou reiniciar o aplicativo.O comando principal pode ajudá -lo a identificar essas tarefas.

Atualizar software e drivers: Software e drivers desatualizados podem levar ao uso ineficiente da CPU.Manter o sistema atualizado pode ajudar a melhorar o desempenho corrigindo erros e otimizando o uso de recursos.

Reinstale ou downgrade Aplicações problemáticas: Se um aplicativo causar consistentemente carga alta da CPU, reinstalá -lo ou usar uma versão mais antiga poderá resolver o problema.Às vezes, versões mais recentes têm bugs que causam alto uso da CPU.

Reinicie o computador: Às vezes, uma boa reinicialização antiquada pode limpar os processos que estão causando alta carga e redefinir o sistema.Esta é uma maneira rápida e fácil de resolver problemas temporários.

O monitoramento da carga da CPU é uma métrica importante para ficar de olho se você deseja manter o desempenho e a estabilidade do seu servidor.Ao entender as métricas de carga da CPU, usar ferramentas apropriadas e executar verificações regulares, você pode evitar sobrecarga e garantir que o servidor ou o computador da Web funcione sem problemas.