负载是查看Linux服务器运行状态时很常用的一个性能指标。|你真的了解linux中的负载吗？( 二 ) 负载是查看Linux服务器运行状态

内核定义了一个伪文件/proc/loadavg ，每当用户打开这个文件的时候，内核中的loadavg_proc_show函数就会被调用到，接着访问avenrun全局数组变量并将平均负载从整数转化为小数，并打印出来。
好了，另外一个新问题又来了， avenrun全局数组变量中存储的数据是何时，又是被如何计算出来的呢？二、内核中负载的计算过程
接上小节，我们继续查看avenrun全局数组变量的数据来源。这个数组的计算过程分为如下两步：
1.PerCPU定期汇总瞬时负载：定时刷新每个CPU当前任务数到calc_load_tasks ，将每个CPU的负载数据汇总起来，得到系统当前的瞬时负载。
2.定时计算系统平均负载：定时器根据当前系统整体瞬时负载，使用指数加权移动平均法（一种高效计算平均数的算法）计算过去1分钟、过去5分钟、过去15分钟的平均负载。
接下来我们分成两个小节来分别介绍。 2.1PerCPU定期汇总负载
在Linux内核中，有一个子系统叫做时间子系统。在时间子系统里，初始化了一个叫高分辨率的定时器。在该定时器中会定时将每个CPU上的负载数据（running进程数+uninterruptible进程数）汇总到系统全局的瞬时负载变量calc_load_tasks中。整体流程如下图所示。

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我们把上述流程图展开看一下，我们找到了高分辨率定时器的源码如下：//file:kernel/time/tick-sched.cvoidtick_setup_sched_timer(void){//初始化高分辨率定时器sched_timerhrtimer_init(&ts-sched_timer,CLOCK_MONOTONIC,HRTIMER_MODE_ABS);//将定时器的到期函数设置成tick_sched_timerts-sched_timer.function=tick_sched_timer;}
在高分辨率初始化的时候，将到期函数设置成了tick_sched_timer 。通过这个函数让每个CPU都会周期性地执行一些任务。其中刷新当前系统负载就是在这个时机进行的。这里有一点要注意一个前提是每个CPU都有自己独立的运行队列，。
我们根据tick_sched_timer的源码进行追踪，它依次通过调用tick_sched_handle=>update_process_times=>scheduler_tick 。最终在scheduler_tick中会刷新当前CPU上的负载值到calc_load_tasks上。因为每个CPU都在定时刷，所以calc_load_tasks上记录的就是整个系统的瞬时负载值。
我们来看下负责刷新的scheduler_tick这个核心函数://file:kernel/sched/core.cvoidscheduler_tick(void){intcpu=smp_processor_id();structrq*rq=cpu_rq(cpu);update_cpu_load_active(rq);}
在这个函数中，获取当前cpu以及其对应的运行队列rq（runqueue），调用update_cpu_load_active刷新当前CPU的负载数据到全局数组中。 //file:kernel/sched/core.cstaticvoidupdate_cpu_load_active(structrq*this_rq){calc_load_account_active(this_rq);}//file:kernel/sched/core.cstaticvoidcalc_load_account_active(structrq*this_rq){//获取当前运行队列的负载相对值delta=calc_load_fold_active(this_rq);if(delta)//添加到全局瞬时负载值atomic_long_add(delta,&calc_load_tasks);}
在calc_load_account_active中看到，通过calc_load_fold_active获取当前运行队列的负载相对值，并把它加到全局瞬时负载值calc_load_tasks上。至此， calc_load_tasks上就有了当前系统当前时间下的整体瞬时负载总数了。
我们再展开看看是如何根据运行队列计算负载值的：//file:kernel/sched/core.cstaticlongcalc_load_fold_active(structrq*this_rq){longnr_active,delta=0;//R和D状态的用户tasknr_active=this_rq-nr_running;nr_active+=(long)this_rq-nr_uninterruptible;//只返回变化的量if(nr_active!=this_rq-calc_load_active){delta=nr_active-this_rq-calc_load_active;this_rq-calc_load_active=nr_active;}returndelta;}
哦，原来是同时计算了nr_running和nr_uninterruptible两种状态的进程的数量。对应于用户空间中的R和D两种状态的task数（进程OR线程）。