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.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst |
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:Original: Documentation/accounting/psi.rst |
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:Translator: Yang Yang <[email protected]> |
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.. _cn_psi.rst: |
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PSI——压力阻塞信息 |
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:日期: April, 2018 |
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:作者: Johannes Weiner <[email protected]> |
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当CPU、memory或IO设备处于竞争状态,业务负载会遭受时延毛刺、吞吐量降低, |
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及面临OOM的风险。 |
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如果没有一种准确的方法度量系统竞争程度,则有两种后果:一种是用户过于节制, |
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未充分利用系统资源;另一种是过度使用,经常性面临业务中断的风险。 |
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psi特性能够识别和量化资源竞争导致的业务中断,及其对复杂负载乃至整个系统在 |
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时间上的影响。 |
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准确度量因资源不足造成的生产力损失,有助于用户基于硬件调整业务负载,或基 |
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于业务负载配置硬件。 |
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psi能够实时的提供相关信息,因此系统可基于psi实现动态的负载管理。如实施 |
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卸载、迁移、策略性的停止或杀死低优先级或可重启的批处理任务。 |
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psi帮助用户实现硬件资源利用率的最大化。同时无需牺牲业务负载健康度,也无需 |
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面临OOM等造成业务中断的风险。 |
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压力接口 |
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压力信息可通过/proc/pressure/ --cpu、memory、io文件分别获取。 |
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CPU相关信息格式如下: |
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some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0 |
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内存和IO相关信息如下: |
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some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0 |
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full avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0 |
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some行代表至少有一个任务阻塞于特定资源的时间占比。 |
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full行代表所有非idle任务同时阻塞于特定资源的时间占比。在这种状态下CPU资源 |
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完全被浪费,相对于正常运行,业务负载由于耗费更多时间等待而受到严重影响。 |
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由于此情况严重影响系统性能,因此清楚的识别本情况并与some行所代表的情况区分开, |
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将有助于分析及提升系统性能。这就是full独立于some行的原因。 |
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avg代表阻塞时间占比(百分比),为最近10秒、60秒、300秒内的均值。这样我们 |
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既可观察到短期事件的影响,也可看到中等及长时间内的趋势。total代表总阻塞 |
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时间(单位微秒),可用于观察时延毛刺,这种毛刺可能在均值中无法体现。 |
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监控压力门限 |
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用户可注册触发器,通过poll()监控资源压力是否超过门限。 |
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触发器定义:指定时间窗口期内累积阻塞时间的最大值。比如可定义500ms内积累 |
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100ms阻塞,即触发一次唤醒事件。 |
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触发器注册方法:用户打开代表特定资源的psi接口文件,写入门限、时间窗口的值。 |
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所打开的文件描述符用于等待事件,可使用select()、poll()、epoll()。 |
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写入信息的格式如下: |
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<some|full> <stall amount in us> <time window in us> |
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示例:向/proc/pressure/memory写入"some 150000 1000000"将新增触发器,将在 |
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1秒内至少一个任务阻塞于内存的总时间超过150ms时触发。向/proc/pressure/io写入 |
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"full 50000 1000000"将新增触发器,将在1秒内所有任务都阻塞于io的总时间超过50ms时触发。 |
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触发器可针对多个psi度量值设置,同一个psi度量值可设置多个触发器。每个触发器需要 |
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单独的文件描述符用于轮询,以区分于其他触发器。所以即使对于同一个psi接口文件, |
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每个触发器也需要单独的调用open()。 |
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监控器在被监控资源进入阻塞状态时启动,在系统退出阻塞状态后停用。系统进入阻塞 |
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状态后,监控psi增长的频率为每监控窗口刷新10次。 |
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内核接受的窗口为500ms~10s,所以监控间隔为50ms~1s。设置窗口下限目的是为了 |
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防止过于频繁的轮询。设置窗口上限的目的是因为窗口过长则无意义,此时查看 |
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psi接口提供的均值即可。 |
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监控器在激活后,至少在跟踪窗口期间将保持活动状态。以避免随着系统进入和退出 |
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阻塞状态,监控器过于频繁的进入和退出活动状态。 |
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用户态通知在监控窗口内会受到速率限制。当对应的文件描述符关闭,触发器会自动注销。 |
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用户态监控器使用示例 |
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#include <errno.h> |
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#include <fcntl.h> |
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#include <stdio.h> |
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#include <poll.h> |
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#include <string.h> |
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#include <unistd.h> |
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/* 监控内存部分阻塞,监控时间窗口为1秒、阻塞门限为150毫秒。*/ |
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int main() { |
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const char trig[] = "some 150000 1000000"; |
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struct pollfd fds; |
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int n; |
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fds.fd = open("/proc/pressure/memory", O_RDWR | O_NONBLOCK); |
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if (fds.fd < 0) { |
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printf("/proc/pressure/memory open error: %s\n", |
|
strerror(errno)); |
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return 1; |
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} |
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fds.events = POLLPRI; |
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if (write(fds.fd, trig, strlen(trig) + 1) < 0) { |
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printf("/proc/pressure/memory write error: %s\n", |
|
strerror(errno)); |
|
return 1; |
|
} |
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printf("waiting for events...\n"); |
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while (1) { |
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n = poll(&fds, 1, -1); |
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if (n < 0) { |
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printf("poll error: %s\n", strerror(errno)); |
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return 1; |
|
} |
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if (fds.revents & POLLERR) { |
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printf("got POLLERR, event source is gone\n"); |
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return 0; |
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} |
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if (fds.revents & POLLPRI) { |
|
printf("event triggered!\n"); |
|
} else { |
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printf("unknown event received: 0x%x\n", fds.revents); |
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return 1; |
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} |
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} |
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return 0; |
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} |
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Cgroup2接口 |
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对于CONFIG_CGROUP=y及挂载了cgroup2文件系统的系统,能够获取cgroups内任务的psi。 |
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此场景下cgroupfs挂载点的子目录包含cpu.pressure、memory.pressure、io.pressure文件, |
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内容格式与/proc/pressure/下的文件相同。 |
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可设置基于cgroup的psi监控器,方法与系统级psi监控器相同。
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