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| 1 | +.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst |
| 2 | + |
| 3 | +:Original: Documentation/accounting/psi.rst |
| 4 | +:Translator: Yang Yang < [email protected]> |
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| 6 | +.. _cn_psi.rst: |
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| 9 | +================= |
| 10 | +PSI——压力阻塞信息 |
| 11 | +================= |
| 12 | + |
| 13 | +:日期: April, 2018 |
| 14 | +:作者: Johannes Weiner < [email protected]> |
| 15 | + |
| 16 | +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, |
| 17 | +及面临OOM的风险。 |
| 18 | + |
| 19 | +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, |
| 20 | +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。 |
| 21 | + |
| 22 | +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 |
| 23 | +时间上的影响。 |
| 24 | + |
| 25 | +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 |
| 26 | +于业务负载配置硬件。 |
| 27 | + |
| 28 | +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 |
| 29 | +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。 |
| 30 | + |
| 31 | +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 |
| 32 | +面临OOM等造成业务中断的风险。 |
| 33 | + |
| 34 | +压力接口 |
| 35 | +======== |
| 36 | + |
| 37 | +压力信息可通过/proc/pressure/ --cpu、memory、io文件分别获取。 |
| 38 | + |
| 39 | +CPU相关信息格式如下: |
| 40 | + |
| 41 | + some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0 |
| 42 | + |
| 43 | +内存和IO相关信息如下: |
| 44 | + |
| 45 | + some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0 |
| 46 | + full avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0 |
| 47 | + |
| 48 | +some行代表至少有一个任务阻塞于特定资源的时间占比。 |
| 49 | + |
| 50 | +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 |
| 51 | +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。 |
| 52 | + |
| 53 | +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, |
| 54 | +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。 |
| 55 | + |
| 56 | +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 |
| 57 | +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 |
| 58 | +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。 |
| 59 | + |
| 60 | +监控压力门限 |
| 61 | +============ |
| 62 | + |
| 63 | +用户可注册触发器,通过poll()监控资源压力是否超过门限。 |
| 64 | + |
| 65 | +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 |
| 66 | +100ms阻塞,即触发一次唤醒事件。 |
| 67 | + |
| 68 | +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。 |
| 69 | +所打开的文件描述符用于等待事件,可使用select()、poll()、epoll()。 |
| 70 | +写入信息的格式如下: |
| 71 | + |
| 72 | + <some|full> <stall amount in us> <time window in us> |
| 73 | + |
| 74 | +示例:向/proc/pressure/memory写入"some 150000 1000000"将新增触发器,将在 |
| 75 | +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 |
| 76 | +"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。 |
| 77 | + |
| 78 | +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 |
| 79 | +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, |
| 80 | +每个触发器也需要单独的调用open()。 |
| 81 | + |
| 82 | +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 |
| 83 | +状态后,监控psi增长的频率为每监控窗口刷新10次。 |
| 84 | + |
| 85 | +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 |
| 86 | +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 |
| 87 | +psi接口提供的均值即可。 |
| 88 | + |
| 89 | +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 |
| 90 | +阻塞状态,监控器过于频繁的进入和退出活动状态。 |
| 91 | + |
| 92 | +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。 |
| 93 | + |
| 94 | +用户态监控器使用示例 |
| 95 | +==================== |
| 96 | + |
| 97 | +:: |
| 98 | + |
| 99 | + #include <errno.h> |
| 100 | + #include <fcntl.h> |
| 101 | + #include <stdio.h> |
| 102 | + #include <poll.h> |
| 103 | + #include <string.h> |
| 104 | + #include <unistd.h> |
| 105 | + |
| 106 | + /* 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。*/ |
| 107 | + int main() { |
| 108 | + const char trig[] = "some 150000 1000000"; |
| 109 | + struct pollfd fds; |
| 110 | + int n; |
| 111 | + |
| 112 | + fds.fd = open("/proc/pressure/memory", O_RDWR | O_NONBLOCK); |
| 113 | + if (fds.fd < 0) { |
| 114 | + printf("/proc/pressure/memory open error: %s\n", |
| 115 | + strerror(errno)); |
| 116 | + return 1; |
| 117 | + } |
| 118 | + fds.events = POLLPRI; |
| 119 | + |
| 120 | + if (write(fds.fd, trig, strlen(trig) + 1) < 0) { |
| 121 | + printf("/proc/pressure/memory write error: %s\n", |
| 122 | + strerror(errno)); |
| 123 | + return 1; |
| 124 | + } |
| 125 | + |
| 126 | + printf("waiting for events...\n"); |
| 127 | + while (1) { |
| 128 | + n = poll(&fds, 1, -1); |
| 129 | + if (n < 0) { |
| 130 | + printf("poll error: %s\n", strerror(errno)); |
| 131 | + return 1; |
| 132 | + } |
| 133 | + if (fds.revents & POLLERR) { |
| 134 | + printf("got POLLERR, event source is gone\n"); |
| 135 | + return 0; |
| 136 | + } |
| 137 | + if (fds.revents & POLLPRI) { |
| 138 | + printf("event triggered!\n"); |
| 139 | + } else { |
| 140 | + printf("unknown event received: 0x%x\n", fds.revents); |
| 141 | + return 1; |
| 142 | + } |
| 143 | + } |
| 144 | + |
| 145 | + return 0; |
| 146 | + } |
| 147 | + |
| 148 | +Cgroup2接口 |
| 149 | +=========== |
| 150 | + |
| 151 | +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。 |
| 152 | +此场景下cgroupfs挂载点的子目录包含cpu.pressure、memory.pressure、io.pressure文件, |
| 153 | +内容格式与/proc/pressure/下的文件相同。 |
| 154 | + |
| 155 | +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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