Load Average
Средние значения нагрузки в Linux — это «средние значения нагрузки системы», показывающие потребность в исполняемых потоках (задачах) в виде усреднённого количества исполняемых и ожидающих потоков. Это мера нагрузки, которая может превышать обрабатываемую системой в данный момент. Большинство инструментов показывает три средних значения: для 1, 5 и 15 минут:
$ uptime
16:48:24 up 4:11, 1 user, load average: 25.25, 23.40, 23.46
top — 16:48:42 up 4:12, 1 user, load average: 25.25, 23.14, 23.37
$ cat /proc/loadavg
25.72 23.19 23.35 42/3411 43603
Некоторые интерпретации:
- Если значения равны 0.0, то система в состоянии простоя.
- Если среднее значение для 1 минуты выше, чем для 5 или 15, то нагрузка растёт.
- Если среднее значение для 1 минуты ниже, чем для 5 или 15, то нагрузка снижается.
- Если значения нагрузки выше, чем количество процессоров, то у вас могут быть проблемы с производительностью (в зависимости от ситуации).
По этому набору из трёх значений вы можете оценить динамику нагрузки, что безусловно полезно. Также эти метрики полезны, когда требуется какая-то одна оценка потребности в ресурсах, например, для автоматического масштабирования облачных сервисов. Но чтобы разобраться с ними подробнее, нужно обратиться и к другим метрикам. Само по себе значение в диапазоне 23—25 ничего не значит, но обретает смысл, если известно количество процессоров, и если речь идёт о нагрузке, относящейся к процессору.
Race condition
Состояние гонки (race condition), также конкуренция — ошибка проектирования многопоточной системы или приложения, при которой работа системы или приложения зависит от того, в каком порядке выполняются части кода. Своё название ошибка получила от похожей ошибки проектирования электронных схем (см. Гонки сигналов).
Термин состояние гонки относится к инженерному жаргону и появился вследствие неаккуратного дословного перевода английского эквивалента. В более строгой академической среде принято использовать термин неопределённость параллелизма.
Состояние гонки — «плавающая» ошибка (гейзенбаг), проявляющаяся в случайные моменты времени и «пропадающая» при попытке её локализовать.
Многозадачность
Многозада́чность (англ. multitasking) — свойство операционной системы или среды выполненияобеспечивать возможность параллельной (или псевдопараллельной) обработки нескольких задач). Истинная многозадачность операционной системы возможна только в распределённых вычислительных системах.
Существует 2 типа многозадачности:
- Процессная многозадачность (основанная на процессах — одновременно выполняющихся программах). Здесь программа — наименьший элемент управляемого кода, которым может управлять планировщик операционной системы. Более известна большинству пользователей (работа в текстовом редакторе и прослушивание музыки).
- Поточная многозадачность (основанная на потоках). Наименьший элемент управляемого кода — поток (одна программа может выполнять 2 и более задачи одновременно).
Процессы и потоки
Процесс — экземпляр программы во время выполнения, независимый объект, которому выделены системные ресурсы (например, процессорное время и память). Каждый процесс выполняется в отдельном адресном пространстве: один процесс не может получить доступ к переменным и структурам данных другого. Если процесс хочет получить доступ к чужим ресурсам, необходимо использовать межпроцессное взаимодействие. Это могут быть конвейеры, файлы, каналы связи между компьютерами и многое другое.
Поток использует то же самое пространства стека, что и процесс, а множество потоков совместно используют данные своих состояний. Как правило, каждый поток может работать (читать и писать) с одной и той же областью памяти, в отличие от процессов, которые не могут просто так получить доступ к памяти другого процесса. У каждого потока есть собственные регистры и собственный стек, но другие потоки могут их использовать.
Поток — определенный способ выполнения процесса. Когда один поток изменяет ресурс процесса, это изменение сразу же становится видно другим потокам этого процесса.