标签：机制 现象 任务 中断 类型 信号 api 定时 实现
??软中断（softirq）会导致CPU 使用率升高
??中断是系统用来响应硬件设备请求的一种机制，它会打断进程的正常调度和执行，然后调用内核中的中断处理程序来响应设备的请求。中断其实是一种异步的事件处理机制，可以提高系统的并发处理能力。由于中断处理程序会打断其他进程的运行，所以，为了减少对正常进程运行调度的影响，中断处理程序就需要尽可能快地运行。并且当CPU执行在中断处理函数中时，不会响应同时发生的又一次中断。
??所以为了加快中断处理程序执行和解决中断丢失的问题，Linux将中断分为上半部和下半部。
??上半部，硬中断，用来快速处理中断，它在中断禁止模式下运行，主要处理跟硬件紧密相关的或时间敏感的工作，会打断 CPU 正在执行的任务。
??下半部，软中断，用来延迟处理上半部未完成的工作，通常由内核触发，以内核线程的方式运行。并且每个 CPU 都对应一个软中断内核线程，名字为 “ksoftirqd/
??如：网卡接收数据的过程。对上半部来说，是把网卡的数据读到内存中，然后更新一下硬件寄存器的状态，再发送一个软中断信号，下半部就从内存中找到网络数据，再按照网络协议栈，对数据进行逐层解析和处理，直到把它送给应用程序。
??
??proc 文件系统，是一种内核空间和用户空间进行通信的机制，可以用来查看内核的数据结构，或者用来动态修改内核的配置。
??TASKLET 是最常用的软中断实现机制，每个 TASKLET 只运行一次就会结束 ，并且只在调用它的函数所在的 CPU 上运行。
$ cat /proc/softirqs // 提供了软中断的运行情况：类型 + 中断次数
CPU0 CPU1
HI: 2 0
TIMER: 13086 12592
NET_TX: 2 29
NET_RX: 110 1803
BLOCK: 8584 7866
IRQ_POLL: 0 0
TASKLET: 24 59
SCHED: 10279 10218
HRTIMER: 0 0
RCU: 14262 13818
$ cat /proc/interrupts // 提供了硬中断的运行情况
CPU0 CPU1
0: 35 0 IO-APIC 2-edge timer
1: 11 189 IO-APIC 1-edge i8042
$ ps aux | grep softirq // 查看软中断内核线程
root 6 0.0 0.0 0 0 ? S 22:59 0:00 [ksoftirqd/0]
root 16 0.0 0.0 0 0 ? S 22:59 0:00 [ksoftirqd/1]??
??
??sar 是一个系统活动报告工具，既可以实时查看系统的当前活动，又可以配置保存和报告历史统计数据。
??hping3 是一个可以构造 TCP/IP 协议数据包的工具，可以对系统进行安全审计、防火墙测试等。
# -S 参数表示设置 TCP 协议的 SYN（同步序列号），-p 表示目的端口为 80
# -i u100 表示每隔 100 微秒发送一个网络帧
# 注：如果你在实践过程中现象不明显，可以尝试把 100 调小，比如调成 10 甚至 1
$ hping3 -S -p 80 -i u100 192.168.0.30??tcpdump 是一个常用的网络抓包工具，常用来分析各种网络问题。
??Step 1：通过 top 查看软中断使用情况：
$ top # 运行后按数字 1 切换到显示所有 CPU
top - 10:50:58 up 1 days, 22:10, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00
Tasks: 122 total, 1 running, 71 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu0 : 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 96.7 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 3.3 si, 0.0 st
%Cpu1 : 0.0 us, 0.0 sy, 0.0 ni, 95.6 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 4.4 si, 0.0 st
...
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
7 root 20 0 0 0 0 S 0.3 0.0 0:01.64 ksoftirqd/0
16 root 20 0 0 0 0 S 0.3 0.0 0:01.97 ksoftirqd/1??Step 2：查看 /proc/softirqs 变化速率，使用 watch 可以看到变化，明确变化最大的软中断类型：TIMER（定时中断）、NET_RX（网络接收）、SCHED（内核调度）、RCU（RCU 锁）等
$ watch -d cat /proc/softirqs
CPU0 CPU1
HI: 0 0
TIMER: 1083906 2368646
NET_TX: 53 9
NET_RX: 1550643 1916776
BLOCK: 0 0
IRQ_POLL: 0 0
TASKLET: 333637 3930
SCHED: 963675 2293171
HRTIMER: 0 0
RCU: 1542111 1590625??Step 3：通过 sar 查看系统具体情况：
$ sar -n DEV 1 # -n DEV 表示显示网络收发的报告，间隔 1 秒输出一组数据
15:03:46 IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s rxcmp/s txcmp/s rxmcst/s %ifutil
15:03:47 eth0 12607.00 6304.00 664.86 358.11 0.00 0.00 0.00 0.01
15:03:47 docker0 6302.00 12604.00 270.79 664.66 0.00 0.00 0.00 0.00
15:03:47 lo 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15:03:47 veth9f6bbcd 6302.00 12604.00 356.95 664.66 0.00 0.00 0.00 0.05
// 第一列：表示报告的时间
// 第二列：IFACE 表示网卡
// 第三、四列：rxpck/s 和 txpck/s 分别表示每秒接收、发送的网络帧数，也就是 PPS。
// 第五、六列：rxkB/s 和 txkB/s 分别表示每秒接收、发送的千字节数，也就是 BPS。
// 664 * 1024 / 12607 = 54 字节，小包数据！！！??Step 4：针对上述网络小包问题，通过 tcpdump 查看具体网络和端口的问题：
# -i eth0 只抓取 eth0 网卡，-n 不解析协议名和主机名
# tcp port 80 表示只抓取 tcp 协议并且端口号为 80 的网络帧
$ tcpdump -i eth0 -n tcp port 80
15:11:32.678966 IP 192.168.0.2.18238 > 192.168.0.30.80: Flags [S], seq 458303614, win 512, length 0
...??
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Linux性能优化从入门到实战：05 CPU篇：硬中断、软中断
标签：机制 现象 任务 中断 类型 信号 api 定时 实现
原文地址：https://www.cnblogs.com/qccz123456/p/11385741.html
