Linux基本功系列之uptime命令

1. uptime命令介绍

Linux系统中的uptime命令主要用于获取主机运行时间和查询Linux系统负载等信息。

uptime命令可以显示系统已经运行了多长时间，信息显示依次为：现在时间、系统已经运行了多长时间、目前有多少登录用户、系统在过去的1分钟、5分钟和15分钟内的平均负载。 uptime命令用法十分简单，直接输入uptime即可查看系统负载情况。

2. 语法格式及常用选项

使用帮助命令查看具体的参数和语法格式：
[root@doc ~]# uptime –help

可以看到，uptime后面可以直接跟选项。

3. 参考案例

3.1 显示当前系统运行负载情况

不加任何参数直接执行uptime,如下：

[root@doc ~]# uptime

以上列出的参数解释：

系统负载，即任务队列的平均长度。 三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。

经验：单核心，1分钟的系统平均负载不要超过3

基于以上经验：

如果服务器的CPU为1核心，则load average中的数字 >=3 负载过高，如果服务器的CPU为4核心，则load average中的数字 >=12 负载过高。

3.2 显示机器正常运行的时间

此处只显示机器的正常运行时间，所以需要用到-参数

[root@mufenggrow ~]# uptime -p
up 3 hours, 12 minutes

可以看到显示的时间为3小时12分钟，这是系统运行时间，一般等于你开机的时间，比如：

[root@master-21 ~]# uptime -p
up 7 hours, 43 minutes

3.3 显示机器启动时间

我们知道系统运行的时间之后，想知道是从哪个时间点运行的，就可以使用-s参数

[root@mufenggrow ~]# uptime -s
2023-01-31 19:48:26

可以看到-s显示的是具体的系统启动运行时间。

3.4 关于平均负载的介绍

平均负载：

平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数，它和CPU使用率并没有直接关系。

• 可运行状态：是指正在使用CPU或者正在等待CPU的进程，也就是ps命令看到的处于R状态的进程
• 不可中断状态：是指正在处于内核态关键流程中的进程，并且这些进程是不可打断的，比如常见的等待硬件设备的IO操作，也就是ps命令看到的处于D状态的进程

不可中断状态是系统对进程和硬件设备的一种保护机制

说通俗点，平均负载其实就是平均活跃进程数。最理想的平均活跃进程数就是每个CPU上都刚好运行着一个进程，这样每个CPU都得到了充分的利用。

当一个进程向磁盘读写数据时，为了保证数据的一致性，在得到磁盘回复前，它是不能被其他进程或者中断打断的，这个时候的进程就处于不可中断状态。如果此时的进程被打断了，就容易出现磁盘数据与进程数据不一致的问题

除了使用uptime，我们用 cat /proc/loadavg命令也可以查看平均负载：

[root@mufenggrow ~]# cat /proc/loadavg
0.00 0.01 0.05 1/514 14655

前三个数字与uptime一致，后面的：
1/514 表示正在运行的进程数有一个，分母是总进程数
14655 表示正在运行的进程ID为 14655

关于cpu我们之前介绍过一些概念：

CPU个数：即物理CPU数，主板实际插入的CPU数量，可以数不重复的 physical id 有几个（physical id）
CPU核数：单块CPU上面能处理数据的芯片组的数量，如双核，四核等（cpu cores）

逻辑CPU数：一般情况下，逻辑CPU=物理CPU个数x每颗核数。如果不等，表示CPU支持超线程技术

平均负载和cpu个数有一定的关系 比如平均负载为4时意味着什么呢？

多核cpu和多个cpu效果类似

# cat /proc/cpuinfo     #查看CPU的信息
# grep -c ‘model name’ /proc/cpuinfo  #返回CPU的总核心数

• 在只有4个CPU的系统上，意味着所有的CPU都刚好被完全占用。
• 在8个CPU的系统上，意味着CPU有50%的空闲。
• 而在有2个CPU系统上，意味着有一半的进程竞争不到CPU。

其他经验：

如果1分钟，5分钟，15分钟的三个值基本相同，或者相差不大，那就说明系统负载很平稳。

如果1分钟的值远小于15分钟的值，就是说在15分钟之前负载很高，到了1分钟的时候已经下降很多了，甚至负载已经不高了，这时候只需要关注下为什么在15分钟高就行了，不需要介入处理。。

但如果1分钟的值远大于15分钟的值，说明近1分钟负载在增加，这种情况可能是临时性的，也可能还会持续，要持续观察，一旦1分钟的平均负载超过了CPU的数量，意味着系统正在发生过载的问题。

例如：一个单核系统上，平均负载为1.78，0.60，6.56，说明1分钟内，系统有78%的超载，而在15分钟内有556%的超载。

实际生产中，平均负载多高时需要关注

当系统负载持续大于0.7，就要开始排查了，防止情况恶化；
当系统负载持续大于1.0，你就必须手动寻找解决办法，把这个值降下来；
当系统负载达到5.0，就表明你的系统有很严重的问题，长时间没有响应，或者接近死机了，一般不允许让系统达到这个值

常用的性能排查工具

• stress：Linux 系统压力测试工具，这里我们用作异常进程模拟平均负载升高的场景。
• mpstat：是一个常用的多核 CPU 性能分析工具，用来实时查看每个 CPU 的性能指标，以及所有CPU的平均指标。
• pidstat：是一个常用的进程性能分析工具，用来实时查看进程的 CPU、内存、I/O 以及上下文切换等性能指标。

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