CPU 受限率(CPU throttling rate)解释和计算方式

目录

• 什么是CPU受限率
• CPU受限率相关指标
• 如何计算cpu受限率
• 参考资料

什么是CPU受限率

CPU受限率用于衡量在特定时间段内，CPU 被限制运行的程度（即毛刺）。0%表示CPU没有受到限制，100%表示容器的CPU受限率达到100%。

CPU受限率相关指标

CPU 受限率可以通过计算在给定时间段内，CPU 被限制的时间与总时间的比值来获得。例如，如果在 100 毫秒的时间段内，CPU 被限制了 20 毫秒，那么 CPU 受限率为 20%。
CPU受限后，一般来说可能导致服务处理耗时增加。

在 Linux 系统中，可以通过分析 CFS（完全公平调度器）组调度器的统计信息来计算 CPU 受限率。这些信息可以在 /sys/fs/cgroup/cpu（或 /sys/fs/cgroup/cpuacct）目录下的 cpu.stat 文件中找到。cpu.stat 文件包含 nr_periods（控制周期数）和 nr_throttled（被限制次数）参数。
nr_periods：表示自从 CFS 组调度器启动以来，已经经过了多少个控制周期。一个控制周期是指 CFS 组调度器分配给组的固定时间窗口。在每个控制周期中，CFS 组调度器会根据组的权重分配 CPU 时间。

nr_throttled：表示自从 CFS 组调度器启动以来，该组被限制（throttled）的次数。当一个组在控制周期内已经消耗了其分配的 CPU 时间时，组会被限制，直到下一个控制周期开始。

如何计算cpu受限率

要计算 CPU 受限率，可以使用以下方法：

start time:

cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.stat 
nr_periods 146232
nr_throttled 130
throttled_time 30197510213

nr_periods_1 = 146232
nr_throttled_1 = 130

10秒后

cat /sys/fs/cgroup/cpu/cpu.stat 
nr_periods 146332
nr_throttled 150
throttled_time 30197510213

nr_periods_2 = 146332
nr_throttled_2 = 150

则这10秒钟的cpu受限率 = (nr_throttled_2 - nr_throttled_1) / (nr_periods_2 - nr_periods_1) = (150-130) / (146332 - 146232) = 20%

参考资料

精准限制CPU：Cgroups https://zhuanlan.zhihu.com/p/551957994
CFS Bandwidth Control https://www.kernel.org/doc/html/v5.7/scheduler/sched-bwc.html