0001 .. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
0002
0003 :Original: Documentation/accounting/psi.rst
0004 :Translator: Yang Yang <yang.yang29@zte.com.cn>
0005
0006 .. _cn_psi.rst:
0007
0008
0009 =================
0010 PSI——压力阻塞信息
0011 =================
0012
0013 :日期: April, 2018
0014 :作者: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
0015
0016 当CPU、memory或IO设备处于竞争状态，业务负载会遭受时延毛刺、吞吐量降低，
0017 及面临OOM的风险。
0018
0019 如果没有一种准确的方法度量系统竞争程度，则有两种后果：一种是用户过于节制，
0020 未充分利用系统资源；另一种是过度使用，经常性面临业务中断的风险。
0021
0022 psi特性能够识别和量化资源竞争导致的业务中断，及其对复杂负载乃至整个系统在
0023 时间上的影响。
0024
0025 准确度量因资源不足造成的生产力损失，有助于用户基于硬件调整业务负载，或基
0026 于业务负载配置硬件。
0027
0028 psi能够实时的提供相关信息，因此系统可基于psi实现动态的负载管理。如实施
0029 卸载、迁移、策略性的停止或杀死低优先级或可重启的批处理任务。
0030
0031 psi帮助用户实现硬件资源利用率的最大化。同时无需牺牲业务负载健康度，也无需
0032 面临OOM等造成业务中断的风险。
0033
0034 压力接口
0035 ========
0036
0037 压力信息可通过/proc/pressure/ --cpu、memory、io文件分别获取。
0038
0039 CPU相关信息格式如下：
0040
0041 some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
0042
0043 内存和IO相关信息如下：
0044
0045 some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
0046 full avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
0047
0048 some行代表至少有一个任务阻塞于特定资源的时间占比。
0049
0050 full行代表所有非idle任务同时阻塞于特定资源的时间占比。在这种状态下CPU资源
0051 完全被浪费，相对于正常运行，业务负载由于耗费更多时间等待而受到严重影响。
0052
0053 由于此情况严重影响系统性能，因此清楚的识别本情况并与some行所代表的情况区分开，
0054 将有助于分析及提升系统性能。这就是full独立于some行的原因。
0055
0056 avg代表阻塞时间占比（百分比），为最近10秒、60秒、300秒内的均值。这样我们
0057 既可观察到短期事件的影响，也可看到中等及长时间内的趋势。total代表总阻塞
0058 时间（单位微秒），可用于观察时延毛刺，这种毛刺可能在均值中无法体现。
0059
0060 监控压力门限
0061 ============
0062
0063 用户可注册触发器，通过poll()监控资源压力是否超过门限。
0064
0065 触发器定义：指定时间窗口期内累积阻塞时间的最大值。比如可定义500ms内积累
0066 100ms阻塞，即触发一次唤醒事件。
0067
0068 触发器注册方法：用户打开代表特定资源的psi接口文件，写入门限、时间窗口的值。
0069 所打开的文件描述符用于等待事件，可使用select()、poll()、epoll()。
0070 写入信息的格式如下：
0071
0072 <some|full> <stall amount in us> <time window in us>
0073
0074 示例：向/proc/pressure/memory写入"some 150000 1000000"将新增触发器，将在
0075 1秒内至少一个任务阻塞于内存的总时间超过150ms时触发。向/proc/pressure/io写入
0076 "full 50000 1000000"将新增触发器，将在1秒内所有任务都阻塞于io的总时间超过50ms时触发。
0077
0078 触发器可针对多个psi度量值设置，同一个psi度量值可设置多个触发器。每个触发器需要
0079 单独的文件描述符用于轮询，以区分于其他触发器。所以即使对于同一个psi接口文件，
0080 每个触发器也需要单独的调用open()。
0081
0082 监控器在被监控资源进入阻塞状态时启动，在系统退出阻塞状态后停用。系统进入阻塞
0083 状态后，监控psi增长的频率为每监控窗口刷新10次。
0084
0085 内核接受的窗口为500ms~10s，所以监控间隔为50ms~1s。设置窗口下限目的是为了
0086 防止过于频繁的轮询。设置窗口上限的目的是因为窗口过长则无意义，此时查看
0087 psi接口提供的均值即可。
0088
0089 监控器在激活后，至少在跟踪窗口期间将保持活动状态。以避免随着系统进入和退出
0090 阻塞状态，监控器过于频繁的进入和退出活动状态。
0091
0092 用户态通知在监控窗口内会受到速率限制。当对应的文件描述符关闭，触发器会自动注销。
0093
0094 用户态监控器使用示例
0095 ====================
0096
0097 ::
0098
0099 #include <errno.h>
0100 #include <fcntl.h>
0101 #include <stdio.h>
0102 #include <poll.h>
0103 #include <string.h>
0104 #include <unistd.h>
0105
0106 /* 监控内存部分阻塞，监控时间窗口为1秒、阻塞门限为150毫秒。*/
0107 int main() {
0108 const char trig[] = "some 150000 1000000";
0109 struct pollfd fds;
0110 int n;
0111
0112 fds.fd = open("/proc/pressure/memory", O_RDWR | O_NONBLOCK);
0113 if (fds.fd < 0) {
0114 printf("/proc/pressure/memory open error: %s\n",
0115 strerror(errno));
0116 return 1;
0117 }
0118 fds.events = POLLPRI;
0119
0120 if (write(fds.fd, trig, strlen(trig) + 1) < 0) {
0121 printf("/proc/pressure/memory write error: %s\n",
0122 strerror(errno));
0123 return 1;
0124 }
0125
0126 printf("waiting for events...\n");
0127 while (1) {
0128 n = poll(&fds, 1, -1);
0129 if (n < 0) {
0130 printf("poll error: %s\n", strerror(errno));
0131 return 1;
0132 }
0133 if (fds.revents & POLLERR) {
0134 printf("got POLLERR, event source is gone\n");
0135 return 0;
0136 }
0137 if (fds.revents & POLLPRI) {
0138 printf("event triggered!\n");
0139 } else {
0140 printf("unknown event received: 0x%x\n", fds.revents);
0141 return 1;
0142 }
0143 }
0144
0145 return 0;
0146 }
0147
0148 Cgroup2接口
0149 ===========
0150
0151 对于CONFIG_CGROUP=y及挂载了cgroup2文件系统的系统，能够获取cgroups内任务的psi。
0152 此场景下cgroupfs挂载点的子目录包含cpu.pressure、memory.pressure、io.pressure文件，
0153 内容格式与/proc/pressure/下的文件相同。
0154
0155 可设置基于cgroup的psi监控器，方法与系统级psi监控器相同。
