1. CPU 使用率

除了空閑時間外的其他時間占總 CPU 時間的百分比，就是CPU 使用率，即 1- 空閑時間/CPU 總時間。

當(dāng)計算 CPU 使用率時，我們通常使用 /proc/stat 文件中的數(shù)據(jù)。該文件提供了有關(guān) CPU 的計數(shù)器信息，包括各種狀態(tài)下的節(jié)拍數(shù)。通過 cat??/proc/stat 命令就可詳細查看其信息，其中各

列的含義如下：

• user（通?？s寫為 us），代表用戶態(tài) CPU 時間。注意，它不包括下面的 nice 時間，但包括了 guest 時間。

• nice（通?？s寫為 ni），代表低優(yōu)先級用戶態(tài) CPU 時間，也就是進程的 nice 值被調(diào)整為 1-19 之間時的 CPU 時間。這里注意，nice 可取值范圍是 -20 到 19，數(shù)值越大，優(yōu)先級反而越低。

• system（通常縮寫為sys），代表內(nèi)核態(tài) CPU 時間。

• idle（通?？s寫為id），代表空閑時間。注意，它不包括等待 I/O 的時間（iowait）。

• iowait（通?？s寫為 wa），代表等待 I/O 的 CPU 時間。

• irq（通?？s寫為 hi），代表處理硬中斷的 CPU 時間。

• softirq（通?？s寫為 si），代表處理軟中斷的 CPU 時間。

• steal（通常縮寫為 st），代表當(dāng)系統(tǒng)運行在虛擬機中的時候，被其他虛擬機占用的 CPU 時間。

• guest（通?？s寫為 guest），代表通過虛擬化運行其他操作系統(tǒng)的時間，也就是運行虛擬機的 CPU 時間。

• guest_nice（通常縮寫為 gnice），代表以低優(yōu)先級運行虛擬機的時間。

2. 軟中斷

假設(shè)你正在使用一款音樂播放器應(yīng)用程序，同時還在進行其他任務(wù)，如瀏覽網(wǎng)頁。在某個時刻，音樂播放器應(yīng)用程序需要通知你有一條新的消息到達。然而，應(yīng)用程序不能直接中斷你正在瀏覽的網(wǎng)頁，因為這會干擾你的體驗。因此，應(yīng)用程序使用軟中斷來通知你。

當(dāng)新的消息到達時，音樂播放器應(yīng)用程序觸發(fā)一個軟中斷，類似于發(fā)送一個"通知"。這個軟中斷會暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)（瀏覽網(wǎng)頁），然后轉(zhuǎn)移控制權(quán)到應(yīng)用程序內(nèi)部的中斷處理程序。在中斷處理程序中，應(yīng)用程序可以執(zhí)行特定的操作，比如彈出一個消息通知，顯示新消息的內(nèi)容。

一旦中斷處理程序完成執(zhí)行，控制權(quán)將返回給瀏覽器應(yīng)用程序，你可以繼續(xù)瀏覽網(wǎng)頁，并在屏幕上看到新消息的通知。

這個例子中，軟中斷允許應(yīng)用程序在后臺處理事件，并以非侵入性的方式通知用戶。它提供了應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)之間的通信和協(xié)調(diào)，而無需直接中斷正在執(zhí)行的任務(wù)。軟中斷的關(guān)鍵特點是它由軟件觸發(fā)和處理，而不是由外部設(shè)備觸發(fā)。

在實際的計算機系統(tǒng)中，軟中斷用于各種目的，如處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包、處理磁盤操作、定時器事件等。它們提供了一種有效的方式來處理異步事件，同時保持系統(tǒng)的響應(yīng)性和穩(wěn)定性。

網(wǎng)卡接收到數(shù)據(jù)包后，會通過硬件中斷的方式，通知內(nèi)核有新的數(shù)據(jù)到了。這時，內(nèi)核就應(yīng)該調(diào)用中斷處理程序來響應(yīng)它。網(wǎng)卡接收到數(shù)據(jù)包后，會通過硬件中斷的方式，通知內(nèi)核有新的數(shù)據(jù)到了。這時，內(nèi)核就應(yīng)該調(diào)用中斷處理程序來響應(yīng)它。最后再發(fā)送一個軟中斷信號，需要從內(nèi)存中找到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，再按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，對數(shù)據(jù)進行逐層解析和處理，直到把它送給應(yīng)用程序。

3. 內(nèi)存映射

4.?虛擬內(nèi)存空間分布

1. 代碼段（Text Segment）：
   代碼段包含了可執(zhí)行程序的機器指令。它通常是只讀的，因為指令不應(yīng)該被修改。當(dāng)程序被加載到內(nèi)存中時，代碼段被映射到進程的虛擬內(nèi)存空間，以供執(zhí)行。

2. 數(shù)據(jù)段（Data Segment）：
   數(shù)據(jù)段包含了全局變量和靜態(tài)變量的內(nèi)存空間。它通常是可讀寫的。數(shù)據(jù)段在程序運行時初始化，并且在整個程序的生命周期中保持不變。

3. 堆（Heap）：
   堆是動態(tài)分配內(nèi)存的區(qū)域。在堆中，程序可以通過調(diào)用諸如malloc()和free()等函數(shù)來動態(tài)地分配和釋放內(nèi)存。堆的大小可以在運行時進行調(diào)整。

4. 棧（Stack）：
   棧用于存儲局部變量、函數(shù)調(diào)用和函數(shù)參數(shù)。棧是以后進先出（LIFO）的方式進行管理的。每當(dāng)調(diào)用函數(shù)時，棧會分配一段內(nèi)存來存儲該函數(shù)的局部變量和其他相關(guān)信息。當(dāng)函數(shù)返回時，這些內(nèi)存將被釋放。

5. 共享庫區(qū)域（Shared Library Region）：
   共享庫區(qū)域包含了共享庫的代碼和數(shù)據(jù)。這些庫可以由多個進程共享，以節(jié)省內(nèi)存空間。當(dāng)多個進程使用相同的共享庫時，它們可以將該庫映射到自己的虛擬內(nèi)存空間中，以便共享使用。

6. 內(nèi)核空間（Kernel Space）：
   內(nèi)核空間是由操作系統(tǒng)內(nèi)核使用的虛擬內(nèi)存區(qū)域。它包含了操作系統(tǒng)內(nèi)核的代碼、數(shù)據(jù)和驅(qū)動程序等。用戶進程無法直接訪問內(nèi)核空間，需要通過系統(tǒng)調(diào)用等特定接口與內(nèi)核進行交互。

5. 內(nèi)存分配

內(nèi)存分配：

1. 靜態(tài)分配：靜態(tài)分配是指在編譯時或程序啟動時就確定內(nèi)存的分配情況。例如，全局變量和靜態(tài)變量的內(nèi)存分配在程序加載時完成，并在整個程序的生命周期中保持不變。

2. 動態(tài)分配：動態(tài)分配是在程序運行時根據(jù)需要動態(tài)分配和釋放內(nèi)存。常用的動態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)是malloc()、calloc()和realloc()。這些函數(shù)允許你請求一定大小的內(nèi)存塊，并返回一個指向該內(nèi)存塊的指針。動態(tài)分配的內(nèi)存塊位于堆（Heap）區(qū)域。

內(nèi)存回收：

• 回收緩存，比如使用 LRU（Least Recently Used）算法，回收最近使用最少的內(nèi)存頁面；

• 回收不常訪問的內(nèi)存，把不常用的內(nèi)存通過交換分區(qū)直接寫到磁盤中；

• 殺死進程，內(nèi)存緊張時系統(tǒng)還會通過 OOM（Out of Memory），直接殺掉占用大量內(nèi)存的進程。

其中，第二種方式回收不常訪問的內(nèi)存時，會用到交換分區(qū)（以下簡稱 Swap）。Swap 其實就是把一塊磁盤空間當(dāng)成內(nèi)存來用。它可以把進程暫時不用的數(shù)據(jù)存儲到磁盤中（這個過程稱為換出），當(dāng)進程訪問這些內(nèi)存時，再從磁盤讀取這些數(shù)據(jù)到內(nèi)存中（這個過程稱為換入）。

不過要注意，通常只在內(nèi)存不足時，才會發(fā)生 Swap 交換。并且由于磁盤讀寫的速度遠比內(nèi)存慢，Swap 會導(dǎo)致嚴重的內(nèi)存性能問題。

第三種方式提到的 OOM（Out of Memory），其實是內(nèi)核的一種保護機制。它監(jiān)控進程的內(nèi)存使用情況，并且使用 oom_score 為每個進程的內(nèi)存使用情況進行評分：

• 一個進程消耗的內(nèi)存越大，oom_score 就越大；

• 一個進程運行占用的 CPU 越多，oom_score 就越小。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-748656.html

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