Назад | Перейти на главную страницу

Высокая средняя нагрузка, низкая загрузка ЦП - почему?

Мы наблюдаем огромные проблемы с производительностью веб-приложения и пытаемся найти узкое место. Я не системный администратор, поэтому кое-что мне не совсем понятно. Некоторое базовое исследование показывает, что ЦП простаивает, доступно много памяти, без подкачки, без ввода-вывода, но с высокой средней нагрузкой.

Программный стек на этом сервере выглядит так:

Приложения, работающие на этом сервере, взаимодействуют с базой данных Oracle на другом сервере.

Этот сервер имеет 32 ГБ оперативной памяти и 10 процессоров (я думаю).

Бег prstat -Z дает что-то вроде этого:

   PID USERNAME  SIZE   RSS STATE  PRI NICE      TIME  CPU PROCESS/NLWP
  3836 ducm0101 2119M 2074M cpu348  58    0   8:41:56 0.5% java/225
 24196 ducm0101 1974M 1910M sleep   59    0   4:04:33 0.4% java/209
  6765 ducm0102 1580M 1513M cpu330   1    0   1:21:48 0.1% java/291
 16922 ducm0102 2115M 1961M sleep   58    0   6:37:08 0.0% java/193
 18048 root     3048K 2440K sleep   59    0   0:06:02 0.0% sa_comm/4
 26619 ducm0101 2588M 2368M sleep   59    0   8:21:17 0.0% java/231
 19904 ducm0104 1713M 1390M sleep   59    0   1:15:29 0.0% java/151
 27809 ducm0102 1547M 1426M sleep   59    0   0:38:19 0.0% java/186
  2409 root       15M   11M sleep   59    0   0:00:00 0.0% pkgserv/3
 27204 root       58M   54M sleep   59    0   9:11:38 0.0% stat_daemon/1
 27256 root       12M 8312K sleep   59    0   7:16:40 0.0% kux_vmstat/1
 29367 root      297M  286M sleep   59    0  11:02:13 0.0% dsmc/2
 22128 root       13M 6768K sleep   59    0   0:10:51 0.0% sendmail/1
 22133 smmsp      13M 1144K sleep   59    0   0:01:22 0.0% sendmail/1
 22003 root     5896K  240K sleep   59    0   0:00:01 0.0% automountd/2
 22074 root     4776K 1992K sleep   59    0   0:00:19 0.0% sshd/1
 22005 root     6184K 2728K sleep   59    0   0:00:31 0.0% automountd/2
 27201 root     6248K  344K sleep   59    0   0:00:01 0.0% mount_stat/1
 20964 root     2912K  160K sleep   59    0   0:00:01 0.0% ttymon/1
 20947 root     1784K  864K sleep   59    0   0:02:22 0.0% utmpd/1
 20900 root     3048K  608K sleep   59    0   0:00:03 0.0% ttymon/1
 20979 root       77M   18M sleep   59    0   0:14:13 0.0% inetd/4
 20849 daemon   2856K  864K sleep   59    0   0:00:03 0.0% lockd/2
 17794 root       80M 1232K sleep   59    0   0:06:19 0.0% svc.startd/12
 17645 root     3080K  728K sleep   59    0   0:00:12 0.0% init/1
 17849 root       13M 6800K sleep   59    0   0:13:04 0.0% svc.configd/15
 20213 root       84M   81M sleep   59    0   0:47:17 0.0% nscd/46
 20871 root     2568K  600K sleep   59    0   0:00:04 0.0% sac/1
  3683 ducm0101 1904K 1640K sleep   56    0   0:00:00 0.0% startWebLogic.s/1
 23937 ducm0101 1904K 1640K sleep   59    0   0:00:00 0.0% startWebLogic.s/1
 20766 daemon   5328K 1536K sleep   59    0   0:00:36 0.0% nfsmapid/3
 20141 daemon   5968K 3520K sleep   59    0   0:01:14 0.0% kcfd/4
 20093 ducm0101 2000K  376K sleep   59    0   0:00:01 0.0% pfksh/1
 20797 daemon   3256K  240K sleep   59    0   0:00:01 0.0% statd/1
  6181 root     4864K 2872K sleep   59    0   0:01:34 0.0% syslogd/17
  7220 ducm0104 1268M 1101M sleep   59    0   0:36:35 0.0% java/138
 27597 ducm0102 1904K 1640K sleep   59    0   0:00:00 0.0% startWebLogic.s/1
 27867 root       37M 4568K sleep   59    0   0:13:56 0.0% kcawd/7
 12685 ducm0101 4080K  208K sleep   59    0   0:00:01 0.0% vncconfig/1
ZONEID    NPROC  SWAP   RSS MEMORY      TIME  CPU ZONE
    42      135   22G   19G    59%  87:27:59 1.2% dsuniucm01

Total: 135 processes, 3167 lwps, load averages: 54.48, 62.50, 63.11

Я понимаю, что процессор в основном простаивает, но средняя нагрузка высока, что для меня довольно странно. Память не кажется проблемой.

Бег vmstat 15 дает что-то вроде этого:

 kthr      memory            page            disk          faults      cpu
 r b w   swap  free  re  mf pi po fr de sr s0 s1 s4 sd   in   sy   cs us sy id
 0 0 0 32531400 105702272 317 1052 126 0 0 0 0 13 13 -0 8 9602 107680 10964 1 1 98
 0 0 0 15053368 95930224 411 2323 0 0 0 0 0 0  0  0  0 23207 47679 29958 3 2 95
 0 0 0 14498568 95801960 3072 3583 0 2 2 0 0 3 3  0 21 22648 66367 28587 4 4 92
 0 0 0 14343008 95656752 3080 2857 0 0 0 0 0 3 3  0 18 22338 44374 29085 3 4 94
 0 0 0 14646016 95485472 1726 3306 0 0 0 0 0 0 0  0  0 24702 47499 33034 3 3 94

Я понимаю, что ЦП в основном простаивает, в очереди нет процессов, ожидающих выполнения, происходит небольшая подкачка.

Бег iostat 15 дает это:

   tty        sd0           sd1           sd4           ssd0           cpu
 tin tout kps tps serv  kps tps serv  kps tps serv  kps tps serv   us sy wt id
   0  676 324  13    8  322  13    8    0   0    0  159   8    0    1  1  0 98
   1 1385   0   0    0    0   0    0    0   0    0    0   0    0    3  4  0 94
   0  584  89   6   24   89   6   25    0   0    0  332  19    0    2  1  0 97
   0  296   0   0    0    0   0    0    0   0    0    0   0    0    2  2  0 97
   1 1290  43   5   24   43   5   22    0   0    0  297  20    1    3  3  0 94

Бег netstat -i 15 дает следующее:

    input   aggr26    output       input  (Total)    output
packets errs  packets errs  colls  packets errs  packets errs  colls
1500233798 0     1489316495 0     0      3608008314 0     3586173708 0     0
10646   0     10234   0     0      26206   0     25382   0     0
11227   0     10670   0     0      28562   0     27448   0     0
10353   0     9998    0     0      29117   0     28418   0     0
11443   0     12003   0     0      30385   0     31494   0     0

Что мне не хватает?

При дальнейшем исследовании выясняется, что проблема с производительностью в основном связана с большим количеством сетевых вызовов между двумя системами (Oracle SSXA и UCM). Вызовы бывают быстрыми, но многочисленными и сериализованными, отсюда и низкая загрузка ЦП (в основном ожидание ввода-вывода), высокая средняя нагрузка (многие вызовы, ожидающие обработки) и особенно длительное время отклика (накопление небольшого времени отклика).

Спасибо за понимание этой проблемы!

Когда вы говорите «Высокая средняя нагрузка», я предполагаю, что вы имеете в виду, что prstat показывает «среднюю нагрузку» внизу выходных значений

Total: 135 processes, 3167 lwps, load averages: 54.48, 62.50, 63.11

Эти числа похожи на те, которые предоставляет top, и, вероятно, означают средний размер очереди запущенного процесса. Это не процент используемого процессорного времени, а то, сколько «вещей» беспокоят ЦП на время для работы. По общему признанию, они выглядят довольно высокими, но все зависит от приложения, которое вы запускаете; процессы могут фактически не делать много, как только они получат свой слот. Видеть Вот за хорошее объяснение относительно вершины.

Я не знаком с WebLogic, но заметил, что, как правило, с Apache Tomcat многие потоки Java могут быть созданы одновременно для того, что кажется небольшим количеством запросов. Это могло быть причиной высоких средних значений нагрузки. Убедитесь, что вы используете пул соединений, где это необходимо для подключения к бэкэнду, и рассмотрите возможность увеличения количества незанятых потоков, доступных вашему приложению для обработки подключений (не уверен, как вы это делаете в WebLogic; Tomcat имеет пул потоков для каждого соединителя или пул потоков общего исполнителя). Если вы этого не сделаете, то для обработки запросов могут быть созданы новые потоки.

Что касается производительности, нужно прибить какие часть вашего приложения страдает. Это обработка, которая происходит на стороне WebLogic / Java, доступ к базе данных, поиск DNS (если они по какой-то причине выполняются ...), проблемы с сетью или что-то в ОС.

В 99% случаев это будет ваш код и то, как он взаимодействует с базой данных, которая задерживает работу. Затем будет настройка веб-приложения. После этого вы будете работать над тем, чтобы выжать из своего приложения последние миллисекунды, или над тем, чтобы обеспечить более высокий уровень параллелизма с тем же оборудованием. Для более тонкой настройки производительности вам нужны метрики.

Для Java я предлагаю установить Java Melody. Он может предоставить много информации о том, что делает ваша программа, и помочь сузить круг вопросов, на которые она тратит время. Я использовал его только с Tomcat, но он должен нормально работать с любыми контейнерами / сервлетами Java EE.

Существует несколько способов настройки Java, поэтому ознакомьтесь с их рекомендациями по производительности (я уверен, что у вас есть) и убедитесь, что вы устанавливаете правильный размер кучи и т. Д., Подходящий для вашей программы. Java Melody может помочь вам отследить размер кучи Java, которую вы используете, а также то, насколько усердно работает сборщик мусора / как часто он прерывает вашу программу для очистки объектов.

Я надеюсь, что это было полезно. Если вы предоставите дополнительную информацию, я, возможно, смогу обновить этот ответ и отточить его в большей степени для ваших нужд.

В качестве побочного примечания, средняя загрузка также включает в себя вещи, ожидающие активности диска (то есть беспокоящие диск), а также ожидающие процессора, это сумма обоих ... так что у вас могут быть проблемы с одним или другим.

Видеть http://en.wikipedia.org/wiki/Load_(computing) «Linux также включает [в свою среднюю нагрузку] процессы, находящиеся в состоянии непрерывного сна (обычно ожидающие активности диска)»

В качестве примечания: конкретная проблема, с которой я столкнулся, заключалась в том, что у меня была высокая средняя загрузка, но также было много простаивающих ЦП и низкое использование диска.

Похоже, что, по крайней мере, в моем случае, иногда потоки / процессы, ожидающие ввода-вывода, отображаются в средней нагрузке, но делают не вызвать увеличение столбца "ожидание". Но они по-прежнему привязаны к вводу-выводу.

Вы можете сказать, что это относится к следующему коду, если вы запустите его в jruby (всего 100 потоков с большим количеством операций ввода-вывода каждый):

100.times { Thread.new { loop { File.open('big', 'w') do |f| f.seek 10_000_000_000; f.puts 'a'; end}}}

Что дает такой результат:

top - 17:45:32 up 38 days,  2:13,  3 users,  load average: 95.18, 50.29, 23.83
Tasks: 181 total,   1 running, 180 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  3.5%us, 11.3%sy,  0.0%ni, 85.1%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:  32940904k total, 23239012k used,  9701892k free,   983644k buffers
Swap: 34989560k total,        0k used, 34989560k free,  5268548k cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
31866 packrd    18   0 19.9g  12g  11m S 117.0 41.3   4:43.85 java
  912 root      11  -5     0    0    0 S  2.0  0.0   1:40.46 kjournald

Итак, вы можете видеть, что у него много простаивающих ЦП, 0,0% wa, но очень высокая средняя нагрузка.

iostat аналогично показывает, что диск простаивает:

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
       9.62    0.00    8.75    0.00    0.00   81.62

Device:         rrqm/s   wrqm/s   r/s   w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
sda               0.00    49.00  0.00  6.40     0.00   221.60    69.25     0.01    0.81   0.66   0.42
sda1              0.00    49.00  0.00  6.40     0.00   221.60    69.25     0.01    0.81   0.66   0.42
sda2              0.00     0.00  0.00  0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00   0.00   0.00

смотрите также http://linuxgazette.net/141/misc/lg/tracking_load_average_issues.html

В качестве дополнительного примечания, это также, похоже, означает, что (по крайней мере, в этом случае - при использовании CentOS) средняя загрузка включает в себя каждый поток отдельно в целом.

Была такая же проблема сегодня. После некоторых исследований и диагностики я понял, что мой маленький VPS был заканчивается диск.

В оболочке / приглашении (Linux / Unix) введите

df -h

чтобы увидеть диск свободен на вашей машине. Если у вас заканчивается диск, это может быть проблемой.

Еще один полезный инструмент, который поможет в этой ситуации, - это nmon.

Он включает в себя множество способов просмотра одних и тех же данных, представленных другими инструментами, в одном небольшом пакете.

Если это контент, который нельзя кэшировать, я бы порекомендовал разместить несколько серверов за балансировщиком нагрузки, таким как haproxy, в режиме TCP для распределения нагрузки.

Чтобы добавить к этому, некоторые специальные инструменты Solaris, которые не были упомянуты, которые полезны при отладке таких проблем, - это «intrstat», «mpstat» и «lockstat». Испытывая подобную проблему раньше на хосте, на котором выполняются большие нагрузки ETL, mpstat обнаружил большое количество прерываний, связанных с большим количеством операций ввода-вывода, которые намекали на проблему.

В то время на T4-4 с mpstat мы видели, как vcpus обрабатывает более 30000 прерываний за короткий цикл мониторинга, после чего производительность начинает падать. В этом случае единственным обходным решением было увеличить нагрузку на процессор, однако впоследствии была проведена работа по улучшению кода.

Брендан Грегг много лет писал о производительности, особенно о вводе-выводе, и стоит поискать его, если вы хотите узнать больше.