Question

我知道这个问题已经多次以多种方式被问过，但我仍然不清楚CPU负载％的含义。

我将开始解释我现在如何看待这些概念（当然，我可能，肯定会是错误的）：

CPU核心一次只能执行一条指令。在完成当前指令之前，它不会执行下一条指令。
假设您的盒子有一个CPU，只有一个核心。因此不可能进行并行计算。操作系统的调度程序将选择一个进程，将IP设置为入口点，然后将该指令发送到CPU。在CPU完成当前指令之前，它不会移动到下一条指令。经过一段时间后，它将切换到另一个进程，依此类推。但如果CPU当前正在执行指令，它将永远不会切换到另一个进程。它会等到CPU可以自由切换到另一个进程。由于您只有一个核心，因此不能同时执行两个进程。
I / O很贵。每当进程想要从磁盘读取文件时，它必须等到磁盘完成其任务，并且当前进程在此之前不能执行其下一条指令。磁盘工作时CPU没有做任何事情，因此我们的操作系统将切换到另一个进程，直到磁盘完成其工作，以免浪费时间。

遵循这些原则，我得出结论，在给定时间的CPU负载只能是以下两个值之一：

0％ - 空闲。 CPU什么都不做。
100％ - 忙。 CPU当前正在执行指令。

这显然是错误的，因为taskmgr报告％1％，12％，15％，50％等CPU使用率值。

在给定时间，给定进程使用给定CPU核心的1％（由taskmgr报告）是什么意思？当给定的过程正在执行时，99％会发生什么？
整体CPU使用率为19％（Rainmeter目前报告）是什么意思？

Answer 1

如果你看一下Windows上的任务管理器，就会有空闲进程，就是这样，它只显示了没有做任何有用的循环。是的，CPU总是很忙，但它可能只是在循环中运行，等待有用的事情发生。

由于您只有一个核心，因此您不能拥有两个进程同时执行。

这不是真的。是的，单核心无法实现真正的并行性，但您可以使用preemptive multitasking创建一个错觉。是的，不可能中断指令，但这不是问题，因为大多数指令需要很少的时间才能完成。 OS与时间片共享时间，这明显长于单个指令的执行时间。

What does it mean that a given process, at a given time, is utilizing 1% of a given CPU core

大多数时候，应用程序没有做任何有用的事情。想想等待用户点击按钮开始处理的应用程序。这个应用程序不需要CPU，因此它大部分时间都处于睡眠状态，或者每次获取时间片时它都会进入睡眠状态（参见event loop in Windows）。 GetMessage正在阻塞，因此这意味着线程将一直处于休眠状态，直到消息到达。那么CPU负载究竟意味着什么？因此，想象一下应用程序接收一些事件或数据来做事情，它将执行操作而不是休眠。因此，如果它利用X%的CPU意味着应用程序使用X% CPU时间的过采样时间段。 CPU时间使用量是平均指标。

PS：总结一下CPU负载的概念，想一想速度（就物理而言）。有瞬时和平均速度，所以说到CPU负载，还有瞬时和平均测量。瞬时总是等于0％或100％，因为在某个时间点，过程要么使用CPU，要么不使用CPU。如果进程在250ms的过程中使用100％的CPU并且在接下来的750ms没有使用，那么我们可以说进程加载CPU为25％，采样周期为1秒（平均测量只能是适用于一定的抽样期限。）

Answer 2

http://blog.scoutapp.com/articles/2009/07/31/understanding-load-averages

单核CPU就像是单通道流量。想象一下，你是一名桥梁操作员...有时你的桥很忙，有车排成一排。您想让人们知道您的桥上的流量是如何移动的。一个合适的指标是在特定时间等待多少辆汽车。如果没有车等待，传入的司机知道他们可以立即开车。如果汽车备份，司机知道他们是在延误。

这基本上是CPU负载。 “汽车”是使用一段CPU时间（“过桥”）或排队使用CPU的过程。 Unix将此称为运行队列长度：当前运行的进程数加上等待（排队）运行的进程数之和。

另见：http://en.wikipedia.org/wiki/Load_(computing)

如果一次执行一条指令，CPU负载究竟是什么？

2 个答案: