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.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
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:Original: Documentation/accounting/psi.rst
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:Translator: Yang Yang <yang.yang29@zte.com.cn>
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.. _cn_psi.rst:
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PSI——压力阻塞信息
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:日期: April, 2018
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:作者: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
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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，
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及面临OOM的风险。
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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，
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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。
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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
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时间上的影响。
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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
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于业务负载配置硬件。
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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
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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。
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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
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面临OOM等造成业务中断的风险。
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压力接口
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压力信息可通过/proc/pressure/ --cpu、memory、io文件分别获取。
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CPU相关信息格式如下：
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some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
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内存和IO相关信息如下：
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some avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
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full avg10=0.00 avg60=0.00 avg300=0.00 total=0
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some行代表至少有一个任务阻塞于特定资源的时间占比。
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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
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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。
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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，
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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。
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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
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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
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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。
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监控压力门限
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用户可注册触发器，通过poll()监控资源压力是否超过门限。
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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
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100ms阻塞，即触发一次唤醒事件。
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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。
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所打开的文件描述符用于等待事件，可使用select()、poll()、epoll()。
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写入信息的格式如下：
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<some|full> <stall amount in us> <time window in us>
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示例：向/proc/pressure/memory写入"some 150000 1000000"将新增触发器，将在
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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
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"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。
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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
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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，
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每个触发器也需要单独的调用open()。
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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
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状态后，监控psi增长的频率为每监控窗口刷新10次。
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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
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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
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psi接口提供的均值即可。
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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
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阻塞状态，监控器过于频繁的进入和退出活动状态。
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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。
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用户态监控器使用示例
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#include <errno.h>
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#include <fcntl.h>
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#include <stdio.h>
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#include <poll.h>
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#include <string.h>
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#include <unistd.h>
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/* 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。*/
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int main() {
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const char trig[] = "some 150000 1000000";
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struct pollfd fds;
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int n;
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fds.fd = open("/proc/pressure/memory", O_RDWR | O_NONBLOCK);
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if (fds.fd < 0) {
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printf("/proc/pressure/memory open error: %s\n",
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strerror(errno));
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return 1;
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}
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fds.events = POLLPRI;
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if (write(fds.fd, trig, strlen(trig) + 1) < 0) {
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printf("/proc/pressure/memory write error: %s\n",
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strerror(errno));
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return 1;
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}
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printf("waiting for events...\n");
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while (1) {
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n = poll(&fds, 1, -1);
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if (n < 0) {
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printf("poll error: %s\n", strerror(errno));
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return 1;
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}
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if (fds.revents & POLLERR) {
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printf("got POLLERR, event source is gone\n");
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return 0;
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||
}
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if (fds.revents & POLLPRI) {
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printf("event triggered!\n");
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} else {
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printf("unknown event received: 0x%x\n", fds.revents);
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return 1;
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}
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}
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return 0;
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}
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Cgroup2接口
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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。
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此场景下cgroupfs挂载点的子目录包含cpu.pressure、memory.pressure、io.pressure文件，
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内容格式与/proc/pressure/下的文件相同。
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可设置基于cgroup的psi监控器，方法与系统级psi监控器相同。
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