linuxloadavg算法

linux loadavg 算法
發表人:biti_rainy
今天讀linux source code關於cpu load 的計算方法，同時在google上搜索到處參考，暈乎了半天，終於弄明白cpu load 的計算方法了，並不是簡單的移動算術平均。
對於linux來說，采樣計算load時間間隔為5秒，這都是在source code裡面定義的固定數字，其采樣結構通過動態內存文件系統 /proc/loadavg 可以動態的得到適時數據，其他工具的輸出，比如 uptime / top/sar 等都是讀該內存數據所產生的。我們在這裡主要考究kernel的算法。
對於5秒的間隔，是動態地采樣cpu狀態數據，也就是run queue size ，這包括正在cpu中running的進程數量以及在cpu等待隊列裡面的進程數量。對於linux來說，實際上會計算1分鐘、5分鐘、15分鐘的移動平均。為此首先我們要介紹linux 裡面定義的3個常量：
#define EXP_1 1884 /* 1/exp(5sec/1min) */
#define EXP_5 2014 /* 1/exp(5sec/5min) */
#define EXP_15 2037 /* 1/exp(5sec/15min) */
三個常量分別表示1/5/15分鐘的常量，計算方法是：
1884 = 2048/(power(e,(5/(60*1)))) /* e = 2.71828 */
2014 = 2048/(power(e,(5/(60*5))))
2037 = 2048/(power(e,(5/(60*15))))
我們假定前一時刻按常量1884計算的load為 load1(t-1),當前采樣run queue size 為 rq1,則當前load1(t) = ((load1(t-1) * 1884) + rq1 * (2048 - 1884))/2048
同理可以5分鐘和15分鐘移動平均的算法分別為 load5(t) = ((load5(t-1) * 2014) + rq1 * (2048 - 2014))/2048和load_15(t) = ((load15(t-1) * 2037) + rq1 * (2048 - 2037))/2048
由此可以看出，移動平均間隔越大，當前run queue size 對移動平均的影響趨向減小。
至於為什麼取這個數，涉及到微積分方面的知識了，這樣做出的圖象更平滑。