CPUの基本的な性能指標

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1. CPUの基本的な性能指標 Aug 15th, 2020 Satoru Takeuchi Twitter: satoru_takeuchi, EnSatoru 1

2. 性能指標を計るコマンド • sarコマンド ◦ Sysstatパッケージに入っている • 使い方 ◦ sar 1:

   一秒ごとにCPUが何をしているのかを表示。全 CPUの平均値を出す ◦ sar -P ALL 1: 一秒ごとに全CPUの平均値、および各 CPUの値を出す ◦ sar -P 0 1: 一秒ごとにCPU0が何をしているのかを表示 • オプションを付けると別種のメトリクスも得られる ◦ メモリ ◦ ストレージI/O ◦ ネットワークI/O 2

3. 数値の意味がわからん！ $ sar -P 0 1 ... 06:13:58 AM CPU

   %user %nice %system %iowait %steal %idle 06:13:59 AM 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 こいつらの意味は何 ? 順番に説明します %stealは今回は省略 3

4. %idle • 単純に何もしてない ◦ どんなプロセスも動いていないしカーネルも仕事していないし I/Oもしてない 06:13:58 AM CPU %user

   %nice %system %iowait %steal %idle 06:13:59 AM 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 4

5. %user • プロセスが動いている • 演習: 無限ループプログラムを動かす ◦ taskset -c 0

   ./loop 06:20:34 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 06:20:35 AM 0 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5

6. %nice • syscallやnice/reniceコマンドで優先度を下げたプロセスが動作中 ◦ 優先度を上げたプログラムは %userにカウントされる • 演習: nice値を正の数にして(優先度を下げて)無限ループプログラムを実行 ◦

   sudo taskset -c 0 nice -n 1 ./loop 06:27:23 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 06:27:24 AM 0 0.00 100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6

7. %system • カーネルが動作中 • 演習: 無限ループ中にgetppid() syscallを呼び続けるプログラムを動かす ◦ taskset -c

   0 ./ppidloop 06:29:42 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 06:29:43 AM 0 62.63 0.00 37.37 0.00 0.00 0.00 getppid()を囲むループ処理 getppid()処理 7

8. %iowait • CPUはidle、かつ、CPU上のプロセスが依頼したストレージI/O実行中 • 演習: idleのCPU上でI/Oをし続ける ◦ for ((;;)) ;

   do taskset -c 0 dd if=/dev/zero of=test.img bs=1M count=1K oflag=direct; done 06:37:52 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 06:37:53 AM 0 0.00 0.00 20.75 24.53 0.00 54.72 I/O処理を囲むループ処理 カーネルのI/O処理 CPUは何もせずI/O待ち 8

9. %iowaitの罠 • CPUが何かしてる時にI/O中でも%iowaitにならない ◦ 〇: %iowaitが0ではない⇒I/Oが発生している ◦ ×: %iowaitが0⇒I/Oが発生していない •

   演習: ./loopを実行しているCPU上で前述のI/Oを出すプログラムを動かす 06:43:01 AM CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 06:43:02 AM 0 80.81 0.00 19.19 0.00 0.00 0.00 ./loopの処理など カーネルのI/O処理 I/O中でもCPUが仕事してるので0.00 9

10. まとめ • sarコマンドが出すCPUについてのメトリクスについて学んだ • %iowaitは罠 10